moto032: Надув двухтактных двигателей

В простейшей конструктивной форме двухтактного двигателя с тремя каналами функции распределительного органа выполняет поршень, открывающий и закрывающий впускные, перепускные и выпускные окна цилиндра. Такое устройство по существу нерационально для работы двигателя с наддувом, так как выпускные окна закрываются позднее перепускных; диаграмма распределения получается симметричной (рис. 110). 

Если применить наддув, то в лучшем случае (с большой потерей свежей смеси в выпускные окна) можно было бы приблизить коэффициент наполнения к единице. Между тем потеря смеси в выпуск означает большой расход горючего, непроизводительную затрату мощности на привод нагнетателя и уменьшение литровой мощности.
Наддув в сочетании с симметричными фазами газораспределения сначала применяла на своих гоночных мотоциклах фирма DKW.
Схема на рис. 111, а соответствует первым двигателям выпускавшимся в период с 1926 до 1931 г. Они работали по принципу обычной трехканальной системы с дефлекторной продувкой, но имели поршневой нагнетатель, непосредственно соединенный с полостью картера. Поршень нагнетателя приводится в движение специальным шатуном и эксцентриком, закрепленным на коленчатом валу. При движении поршня двигателя вверх поршень нагнетателя идет вниз, всасывая в картер дополнительное количество горючей смеси. Во время следующего хода поршни сходятся, сжимая смесь, и заставляют ее переходить в цилиндр двигателя в момент открытия перепускных окон. Эксцентрик устанавливается с таким расчетом, чтобы поршень нагнетателя немного отставал от поршня двигателя и подходил к своему верхнему положению в момент закрытия перепускных окон.
Впускные окна, соединенные с карбюратором, управляются нижней кромкой поршня и на схеме не показаны.

К 1932 г. удалось довести мощность такого двигателя (250 см3) до 13 кВт. Однако к этому времени лучшие образцы четырехтактных двигателей класса 250 см3 развивали до 16 кВт и мотоциклы DKW терпели одно поражение за другим от английских мотоциклов с четырехтактными двигателями.
Своего рода сенсацией явился первый приз, полученный гонщиком Э. Торричелли на австрийском мотоцикле «Пух» с двухтактным двухпоршневым двигателем класса 250 см3 за гонку на Большой приз Германии в 1931 г., в период, когда английские мотоциклы с четырехтактными двигателями выигрывали подряд почти все крупные соревнования.
Может быть это событие в известной степени повлияло на решение фирмы DKW перейти в 1932 г. на двухпоршневой тип конструкции двухтактных гоночных двигателей.
На практике осуществление эффективного двухтактного процесса было связано с серьезными трудностями. Главная задача состояла в получении высокого коэффициента наполнения и в уменьшении до минимума коэффициента остаточных газов. Для улучшения этих показателей в основу всех следующих конструкций DKW, приведенных схематически в хронологическом порядке на рис. 111, положена схема двигателя с так называемым П-образным цилиндром. Одному из первых двигателей такого типа в сочетании с поршневым нагнетателем соответствует схема 111, б. Здесь два параллельных цилиндра имеют общую камеру сгорания. Правый поршень управляет выпускными окнами, а левый — перепускными.
Выпускной поршень соединен при помощи шатуна с коленчатым валом обычным способом; шатун перепускного поршня присоединяется к боковой проушине на нижней головке выпускного шатуна.
Преимущество такой схемы заключается в сдвиге фаз распределения выпускных и перепускных окон. В момент прохода поршнями н. м. т. перепускной поршень несколько отстает от выпускного и перепускные окна закрываются позднее выпускных, благодаря чему можно с успехом применить подачу горючей смеси под давлением от нагнетателя с минимальными потерями на выпуск. Диаграмма распределения приобретает несимметричный вид (см. рис. 110).
Конструкции с П-образными цилиндрами могут быть условно причислены к разряду двигателей с прямоточной продувкой, давшей хорошие результаты по качеству наполнения и очистки цилиндра. При прямоточной продувке нет потоков горючей смеси и продуктов сгорания, движущихся навстречу один другому. Отличные свойства прямоточной продувки хорошо известны по опыту эксплуатации двухпоршневых дизелей. По сути дела П-образный цилиндр представляет собой согнутый цилиндр двигателя с поршнями, двужущимися в противоположных направлениях.
Так же, как и в предыдущей схеме, поршень нагнетателя приводится в действие от коленчатого вала шатуном и эксцентриком, но цилиндр расположен горизонтально. Горючая смесь проходит от цилиндра нагнетателя непосредственно в цилиндр двигателя, минуя картер. Нагнетатель всасывает горючую смесь через несколько мембранных клапанов, помещенных на крышке его цилиндра. Мембранный клапан представляет собой тонкую металлическую пластинку, прикрепленную одним концом к крышке. Каждая мембрана прикрывает соответствующую щель на крышке. Когда над поршнем возникает разрежение, мембрана отгибается атмосферным давлением и пропускает горючую смесь внутрь цилиндра нагнетателя. Таким образом, мембраны играют роль автоматических клапанов. Ничтожная инерция мембран позволяет двигателю развивать свыше 5000 мин-1.
Двигатели класса 250 см3 с П-образным цилиндром и мембран-ными клапанами развивали до 16 кВт (65 кВт/л) и выиграли в ряде гонок у лучших четырехтактных машин, но мембраны были подвержены поломкам и причиняли много неприятностей. Наиболее надежными оказались мембраны, выполненные из шведской пружинной стали, а на позднейших типах двигателей—из бериллия.
На схеме рис. 111,в показана дальнейшая модификация мембранного двигателя с П-образным цилиндром. Нагнетатель имеет вертикальный цилиндр с укороченным перепускным каналом и самостоятельный коленчатый вал, соединенный с валом двигателя цепной передачей.
Рабочий объем поршневых нагнетателей постепенно увеличивали от 130 см3 (диаметр цилиндра 90 мм, ход поршня 20 мм) до 440 см3 (d = 100 мм, S = 56 мм).
Следующим этапом развития явился двигатель с вертикальным поршневым нагнетателем и вращающимся впускным клапаном (золотником), выполненный по схеме 111,г. Вращающийся клапан позволил отказаться от нежных мембран, увеличил наполнение нагнетателя и сделал двигатель весьма надежным в работе. Передача от коленчатого вала к валу нагнетателя осуществлялась цилиндрическими шестернями. По мощности 20 кВт двигатель (250 см3) превосходил четырехтактные двигатели 1938 г. и отличался хорошей приемистостью.
Таким образом, к концу 30-х годов гоночные мотоциклы с двухтактными двигателями, имеющими нагнетатель, были практически равноценны по быстроходности гоночным мотоциклам с четырехтактными двигателями без нагнетателей. Однако мотоциклы с двухтактными двигателями расходовали значительно больше топлива и при определенной длине дистанции гонки должны были делать остановку для пополнения запаса топлива, тогда как мотоциклы с четырехтактными двигателями нередко могли пройти всю дистанцию безостановочно и за счет этого показать лучший результат.
Главными соперниками в этот период борьбы между сторонниками применения двухтактного и четырехтактного двигателей были мотоциклы DKW (Германия) и «Гуцци» (Италия).
Когда в 1939 г. появились гоночные мотоциклы «Гуцци» н «Бенелли» с четырехтактными двигателями с нагнетателями, преимущество в быстроходности оказалось снова у сторонников применения четырехтактных двигателей. В это время фирма DKW разработала свой последний вариант гоночного двухтактного двигателя, показанный на схеме 111, д. Он имеет два П-образных цилиндра и двухколенчатый вал; нагнетатель ротативного типа нагнетает горючую смесь в картер, откуда она поступает в цилиндры через перепускные каналы. Нагнетатель получает вр ащение от коленчатого вала с помощью цепной передачи. Перед второй мировой войной двигатель находился в экспериментальной стадии и развивал мощность более 29 кВт.
Для выпуска небольшими сериями фирма DKW в те же годы разработала менее форсированный тип двигателя (15 кВт) с П-образным цилиндром и картерным поршневым нагнетателем, как у первых образцов с дефлекторной продувкой, но с горизонтальным расположением цилиндра нагнетателя (схема 111,е). Впускные окна этого двигателя управляются нижней кромкой выпускного поршня.
Все двухтактные двигатели DKW строились с водяным термосифонным охлаждением и зажиганием от магнето маховичного типа. В конструкциях с картерными нагнетателями пользовались смазкой из смеси моторного масла с горючим в отношении 1:20. В остальных случаях (схемы 111, б, в и г), когда горючая смесь не проходит через картер, предусматривалась отдельная смазка масляным насосом с постоянной подачей свежего масла по не-циркуляционной системе («на полный прогар»).

Известны конструкции гоночных двухтактных двигателей с противоположно движущимися поршнями, в которых осуществляется прямоточная, теоретически наиболее рациональная продувка. К этому типу относятся двигатели «Империя» (350 см3, 1935 г.), ГК-1 (350 см3, 1946 г., рис. 112) и ИФА (125см3, 1956 г.). При такой схеме двигатель имеет два коленчатых вала, связанных какой-либо, например шестеренной, передачей. Двигатели этого типа были довольно громоздкими и на практике не отличались высокими эксплуатационными качествами.
Все типы двухтактных двигателей с наддувом отличаются очень напряженным тепловым режимом работы; в первую очередь это относится к выпускным поршням и их поршневым кольцам, которые нередко получают повреждения вследствие интенсивного неравномерного нагрева. Кроме того, компрессорные двухтактные двигатели отличаются большим расходом горючего.
После запрещения в 1946 г. ФИМ использования наддува в двигателях мотоциклов для дорожных гонок разработка двухтактных двигателей с таким принципом питания практически прекратилась. Можно не сомневаться в том, что дальнейшее развитие двухтактных двигателей с наддувом могло бы дать существенное повышение мощностных показателей, но поскольку при стремлении к высоким литровым мощностям (обусловленном классификацией мотоциклов по рабочему объему двигателя) сочетание двухтактного принципа работы с наддувом неизбежно сопровождалось резким повышением удельных расходов топлива, рассматриваемое направление развития имело в основном спортивное, а не техническое значение. Перспективным путем формирования двухтактных двигателей без повышения удельных расходов топлива является непосредственный впрыск топлива в цилиндр, так как при этом в процессе продувки могут иметь место только потери воздуха.

Источник: В. В.Бекман. Гоночные мотоциклы, 1983г.

Двухцилиндровые V-образные и двухцилиндровые рядные мотодвигатели / Двигатели / БайкПост

• Пробег для публикации поста в сообщество: 50.00 км
• Читателей: 1007
  | Постов: 180

Данный блог посвящён сердцу мототехники – двигателю!

Вопрос, почему двухцилиндровые V-образные двигатели и двухцилиндровые рядные моторы отличаются друг от друга, является весьма важным и требует некоторого рассмотрения. Фактически у всех мотопроизводителей есть свои двухцилиндровые моторы.

Взяв один тип двигателей V-Twin, можно заметить, что они все отличаются расположением цилиндров, которое колеблется от 42 до 90 градусов. Например, Harley-Davidson придерживают традиций и используют моторы с 45 градусами между цилиндрами. В то же время двухцилиндровые моторы Ducati зачастую называют L-Twin из-за расположения цилиндров под углом 90 градусов. Кроме того, есть множество компаний, которые использовали V-Twin`ы самых разнообразных форм. Чтобы понять разницу между ними, рассмотрим принцип действия двигателей.

Начнем с V-Twin. Один цикл в четырехтактных моторах совершается за два оборота коленчатого вала. Первый цикл (поворот на 180 градусов) — впрыск, положение поршня вверху (верхняя мертвая точка) и открытый впускной клапан. Далее благодаря вращению коленвала поршень опускается вниз, всасывая топливную смесь. Когда поршень доходит до нижней мертвой точки (конец хода), закрывается впускной клапан и поршень идёт вверх до точки, пока топливная смесь не будет сжата до фиксированной степени. В это же время срабатывают свечи зажигания, топливная смесь взрывается и автоматически двигает поршень обратно вниз. Параллельно открывается выпускной клапан, выхлопные газы уходят из цилиндра, а поршень поднимается вверх.

Теперь посмотрим на рядные двухцилиндровые двигатели. Есть две самых распространенных конструкции:

• угол зажигания 180 градусов, один поршень идет вниз, другой верх

• угол зажигания 360 градусов, оба поршня ходят параллельно вверх и вниз, но воспламеняются по очереди за каждый оборот коленвала

Также стоит отметить, что в наши дни компания Triumph использует двигатель с 270 градусами на мотоцикле Thunderbird. Он фактически повторяет свойства V-образного двигателя с 90 градусами между цилиндрами, потому что у V-Twin 90* воспламенение происходит каждые 270 градусов оборота коленвала.

У каждой конструкции двигателя свои преимущества. Компактные габаритные размеры двухцилиндровых рядных двигателей являются более приемлемыми при проектировании шасси, у инженеров есть возможность перемещать двигатель вперед или назад, тем самым можно найти оптимальный центр тяжести и распределение масс мотоцикла в целом.

В большинстве своем V-образные двигатели располагают в шасси мотоциклов продольно, так как поперечное расположение создает риск повреждения ребер охлаждения и цилиндров. Таким образом, инженерам сложней найти оптимальные параметры распределения веса, но в то же время мотоцикл получается тоньше между коленями байкера.

Существует неправильное представление о мощности, крутящем моменте и вибрации В-твинов и рядников. В основном конфигурация двигателя фактически не влияет на мощность и рабочие характеристики. Многое зависит от настроек мотора и трансмиссии.

В наши дни основная проблема — это вибрации. Все производители заинтересованы в комфорте мотоциклиста и вибрации становится большой проблемой. Harley-Davidson используют различные резиновые «подушки» и демпферы, которые гасят вибрации двигателя. Что касается двухцилиндровых рядных двигателей, то в наши дни их конструкции оптимально сбалансированы, поэтому вибрации не такие сильные. Для сравнения можно взять старинный мотоцикл Triumph Bonneville 1960-ых годов и современный Bonneville T100 (оба двухцилиндровые рядники с 360-градусным зажиганием). Согласно экспертам современный мотоцикл вибрирует совсем немного в сравнении с родоначальником.

В то же время конструкция двигателей Ducati фактически исключает собственные вибрации. Из-за расположения цилиндров под углом 90* движения противоположного поршня всегда противодействует вибрации цилиндра, в котором детонирует топливо.

В общем можно отметить, что рецепта на лучший двигатель нет. Все они хороши, многое зависит от трансмиссии, выхлопа и предпочтений байкера.

• двухцилиндровый двигатель,
• V-образны двигатель,
• мотодвигатель,
• рядный двигатель,
• сравнение двигателей,
• двигатель,
• V-twin

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии.
Войдите, пожалуйста, или зарегистрируйтесь.

Двигатели Lycoming | Поршневой самолет

Не секрет, что двигатели Lycoming Engines соответствуют или превышают TBO для самолетов авиации общего назначения. Lycoming производит полную линейку четырех-, шести- и восьмицилиндровых поршневых двигателей мощностью до 400 л.с.

Двигатель iE2

Флагман наших инноваций, оснащенный самой современной авиационной электроникой и датчиками для современного полета.

Подробнее

Двигатель «Тандерболт»

Высокопроизводительные двигатели, изготавливаемые на заказ для любой степени жажды острых ощущений.

Узнать больше

Серия 541

Двигатели Lycoming серии 541 — это топовые двигатели с индукционным выхлопом, турбонаддувом и прямым приводом, установленные сбоку, мощностью 380 л.с.

Узнать больше

Серия DEL-120

4-цилиндровый поршневой авиационный двигатель с турбонаддувом и управлением FADEC и взлетной мощностью 205 л.с.

Узнать больше

Серия 235

Четырехцилиндровый двигатель Lycoming серии 235 — популярный выбор для самодельных самолетов, а также для самолетов OEM-производства. С моделями мощностью до 125 л.с. при 2800 об/мин этот двигатель используется во многих самолетах по всему миру.

Подробнее

Серия 320

Четырехцилиндровые двигатели Lycoming серии 320 развивают мощность 150 или 160 л.с. при 2700 об/мин. Эти двигатели используются во многих популярных самолетах, производимых такими компаниями, как Cessna, Piper, а также производителями комплектов, такими как Van’s и Glasair. Серия 320 также используется в ранних вертолетах Robinson R22.

Подробнее

Серия 360

Чрезвычайно популярный четырехцилиндровый двигатель Lycoming 360 мощностью от 145 до 210 л.с. сочетает в себе надежность и плавность хода. С 1955 года сертифицированные двигатели Lycoming объемом 360 кубических дюймов были установлены на тысячи самолетов.

Подробнее

Серия 390

Четырехцилиндровые двигатели Lycoming серии 390 развивают мощность 210 л.с. при 2700 об/мин. Один из новейших двигателей Lycoming, IO-390-A, разработан с учетом требований к мощности, грузоподъемности и скорости для комплектных самолетов и в настоящее время проходит сертификацию для вертолетов.

Узнать больше

Серия 540

Шестицилиндровые двигатели Lycoming серии 540 — мощные и долговечные двигатели мощностью от 235 до 360 л.с. при 2700 об/мин.

Узнать больше

Серия 580

Мощные шестицилиндровые двигатели Lycoming серии 580 развивают мощность 315 л. Эта модель отвечает постоянно растущим требованиям к характеристикам современных самолетов, а также является популярной модификацией в соответствии с дополнительными сертификатами типа.

Подробнее

Серия 720

Восьмицилиндровые двигатели Lycoming серии IO-720 развивают мощность до 400 л.

Узнать больше

Серия EL-005

Одноцилиндровый двигатель мощностью 4 л.с. с искровым зажиганием по циклу Отто, работающий на тяжелом топливе и управляемый электроникой.

Узнать больше

Специализация за пределами традиционной авиации

Узнайте, почему пилоты обращаются к Lycoming за поршневыми двигателями и поддержкой.

Найти дистрибьютора
Сеть поддержки продуктов

Система охлаждения V-образного двигателя с вертикальным валом (Патент)

Система охлаждения V-образного двигателя с вертикальным валом (Патент) | ОСТИ. GOV

перейти к основному содержанию

• Полная запись
• Другое связанное исследование

Описана система охлаждения в двигателе V-образного типа, имеющая картер с цилиндрами, расположенными горизонтально и образующими букву V между ними, нижнюю стенку, прикрепленную к картеру на уровне ниже, чем цилиндры, и вертикально расположенный коленчатый вал, по существу, на стыка V. Система охлаждения состоит из: насоса охлаждающей жидкости, вал которого расположен параллельно коленчатому валу, в пределах V, отстоящего от стыка, и отстоящего от цилиндров вертикально в осевом направлении коленчатого вала; при этом насос охлаждающей жидкости соединен с первой поверхностью нижней стенки картера и имеет выпускные каналы, проходящие ортогонально коленчатому валу и заканчивающиеся на первой поверхности нижней стенки, отдельные рубашки охлаждения, установленные на цилиндрах и имеющие в них отдельные входные отверстия на второй грани нижней стенки картера и промежуточных каналов для охлаждающей жидкости, предусмотренных в нижней стенке между первой и второй сторонами и соединяющих выходные каналы с входными отверстиями рубашек охлаждения.

Изобретатели:

Тамба, С;

Фукуи, Н.;

Мигути, А

Дата публикации:

12.07.1988

Идентификатор ОСТИ:

6811438

Номер(а) патента:

США 4756280

Правопреемник:

Кавасаки Дзюкогё Кабусики Кайша, Кобе

Тип ресурса:

Патент

Отношение ресурсов:

Дата подачи заявки на патент: Дата подачи 1 июля 1987 г.

Страна публикации:

США

Язык:

Английский

Тема:

33 УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫЕ ДВИГАТЕЛИ; СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ; ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ; КОНФИГУРАЦИЯ; ХЛАДАГЕНТЫ; ЦИЛИНДРЫ; ДИЗАЙН; КУРТКИ; НАСОСНАЯ; НАСОСЫ; ВАЛЫ; ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ; ДВИГАТЕЛИ; ТЕПЛОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ; ЧАСТИ МАШИН; 330100* — Двигатели внутреннего сгорания

Форматы цитирования

• MLA
• АПА
• Чикаго
• БибТекс


Тамба С., Фукуи Н. и Мигучи А. Система охлаждения V-образного двигателя с вертикальным валом . США: Н. П., 1988.
Веб.

Копировать в буфер обмена


Tamba, S, Fukui, N, & Miguchi, A. Система охлаждения V-образного двигателя с вертикальным валом . Соединенные Штаты.

Копировать в буфер обмена


Тамба, С., Фукуи, Н., и Мигучи, А. 1988.
«Система охлаждения V-образного двигателя с вертикальным валом». Соединенные Штаты.

Копировать в буфер обмена

@статья{osti_6811438,
title = {Система охлаждения V-образного двигателя с вертикальным валом},
автор = {Тамба, С и Фукуи, Н и Мигучи, А},
abstractNote = {Описана система охлаждения в двигателе V-образного типа, имеющая картер с цилиндрами, расположенными горизонтально и образующими букву V между ними, нижнюю стенку, прикрепленную к картеру на уровне ниже цилиндров, и вертикально расположенный коленчатый вал. по существу на стыке V. Система охлаждения состоит из: насоса охлаждающей жидкости, имеющего вал насоса, расположенный параллельно коленчатому валу, на расстоянии V от стыка и отстоящий от цилиндров вертикально в осевом направлении коленчатого вала; при этом насос охлаждающей жидкости соединен с первой поверхностью нижней стенки картера и имеет выпускные каналы, проходящие ортогонально коленчатому валу и заканчивающиеся на первой поверхности нижней стенки, отдельные рубашки охлаждения, установленные на цилиндрах и имеющие в них отдельные входные отверстия на второй грани нижней стенки картера и промежуточных каналов охлаждающей жидкости, выполненных в нижней стенке между первой и второй гранями и соединяющих выходные каналы с входными патрубками рубашек охлаждения.