58) Двухтактный двигатель внутреннего сгорания.

Cуществует два основных типа двигателей: двухтактные и четырехтактные. В двухтактных двигателях все рабочие циклы (процессы впуска топливной смеси, выпуска отработанных газов, продувки) происходят в течении одного оборота коленвала за два основных такта. У двигателей такого типа отсутствуют клапаны (как в четырехтактных ДВС), их роль выполняет поршень, который при своем перемещении закрывает впускные, выпускные и продувочные окна. Поэтому они более просты в конструкции.

Мощность двухтактного двигателя при одинаковых размерах цилиндра и частоте вращения вала теоретически в два раза больше четырехтактного за счет большего числа рабочих циклов. Однако неполное использование хода поршня для расширения, худшее освобождение цилиндра от остаточных газов и затраты части вырабатываемой мощности на продувку приводят практически к увеличению мощности только на 60...70%.

Полный рабочий цикл такого двигателя состоит всего из двух тактов (отсюда и название) и проходит за один полный оборот коленчатого вала - 360 градусов.

3-нагнетатель 4- впускные окна

Двигатель сконструирован так, что впускной и выпускной коллекторы находятся в боковых стенках цилиндра напротив друг-друга, но на разной высоте. При движении вверх поршень перекрывает сначала отверстие впускного, а затем выпускного коллектора, при движении вниз все происходит в обратном порядке. В первом такте происходит движение поршня из нижней мертвой точки (НМТ) в верхнюю мертвую точку (ВМТ) и сжатие горючей смеси в самом цилиндре. В это-же время, за счет движения поршня вверх, происходит разрежение давления в кривошипно-шатунной камере и туда засасывается горючая смесь из впускного коллектора. Во втором такте происходит воспламенение сжатой горючей смеси, которая требует большего объема и толкает поршень вниз, к НМТ. По ходу движения поршень открывает выпускной коллектор, который был им перекрыт, и часть отработанной смеси сразу устремляется туда. В кривошипно-шатунной камере возрастает давление за счет сжатия пространства и когда поршень доходит до НМТ, свежая смесь устремляется вверх, выдувает остатки отработанной смеси. Потом цикл повторяется.

59. Цикл Отто.

Цикл Отто — термодинамический цикл, описывающий рабочий процесс двигателя внутреннего сгорания с воспламенением сжатой смеси от постороннего источника энергии, цикл бензинового двигателя. Назван в честь немецкого инженера Николауса Отто.

Является прототипом рабочего процесса в двигателях с принудительным зажиганием. Отличительной особенностью таких двигателей является сжатие горючей смеси (смеси паров бензина с воздухом). Этот цикл состоит из двух адиабат и двух изохор (рис. 7.2).

Цикл Отто — термодинамический цикл, описывающий рабочий процесс двигателя внутреннего сгорания с воспламенением сжатой смеси от постороннего источника энергии, цикл бензинового двигателя. Назван в честь немецкого инженера Николауса Отто.

Идеальный цикл Отто состоит из четырёх процессов:

1—2 адиабатное сжатие рабочего тела;

2—3 изохорный подвод теплоты к рабочему телу;

3—4 адиабатное расширение рабочего тела;

4—1 изохорное охлаждение рабочего тела.

Рис. 7.2. Цикл д. в. с. с изохорным подводом теплоты

Это цикл двухтактного д. в. с. Между точками 4-1 практически при постоянном объёме осуществляется сначала выпуск отработавших газов а затем и продувка цилиндра смесью топлива с воздухом (карбюраторные д. в. с.) или воздухом (дизельные д. в. с.).

Характеристиками этого цикла являются:

степень сжатия и

степень повышения давления . Здесь v1, v2, p2, p3 – объёмы и давления рабочего тела в соответствующих точках цикла д. в. с.

Расчёт цикла сводится к определению параметров p, v и T в характерных точках и определению количеств подведенного и отведенного тепла, полезной работы и термического к. п. д. цикла.

Можно показать, что термический к. п. д. цикла ,

(7.1)

где k – показатель адиабаты рабочего тела. То есть nt растёт с увеличением степени сжатия. Однако повышение степени сжатия не должно вызывать детонацию и самовоспламенение горючей смеси в процессе сжатия. В зависимости от вида топлива ε=6÷10.