Как да измерите времето на клапаните на двутактов двигател. Газоразпределителен механизъм на двутактови двигатели

Устройството е в действие

Двутактовите двигатели с продухване на коляновия механизъм нямат специален газоразпределителен механизъм. Разпределението на газа се извършва с помощта на цилиндър, бутало и картер, докато коляновия механизъм служи като тяло на продухващата помпа.

Цилиндърът има прозорци, които се отварят и затварят от движещо се бутало. През прозорците горимата смес от картера навлиза в цилиндъра, а изгорелите газове излизат от цилиндъра.

При двутактовите двигатели се използват схеми за продухване с контур и директен поток. Контурните вериги се характеризират с въртене на горимата смес, докато се движи вътре в цилиндъра по такъв начин, че да образува пара. Има схеми за връщане и напречен контур.

При конструкция с директен поток горимата смес обикновено влиза от единия край на цилиндъра, а продуктите от горенето излизат от другия край.

По-долу са описани двигатели с различни видове газоразпределителни системи.

На фиг. 54, а показва цилиндър с продухващ прозорец, разположен срещу изходния прозорец. При продухване, когато буталото е близо до бр. m.t., горимата смес, предварително компресирана в картера, навлиза в цилиндъра през продухващия прозорец и се насочва нагоре от дефлектора на буталото към горивната камера. След това горимата смес пада надолу, измествайки отработените газове през изпускателния прозорец, който се затваря в края на продухването. Когато отработените газове се изтласкат от цилиндъра през изпускателния прозорец, се получава леко изтичане на горимата смес.

Описаното напречно издухване почти не се използва.По-усъвършенствано е продухването с обратен контур, извършвано с конвенционално бутало с плоска или леко изпъкнала глава.Такива бутала позволяват да се използва горивна камера, близка по форма до полусферична камера.

При продухване с обратен контур в цилиндъра на двигателя има два прозореца за продухване (фиг. 54, b), насочващи две струи от горимата смес под ъгъл една спрямо друга върху стената на цилиндъра, разположена срещу изпускателния прозорец. Струи от горимата смес се издигат до горивната камера и, като правят контур, падат надолу към изпускателния прозорец. По този начин изгорелите газове се изместват и цилиндърът се пълни с прясна смес.

Най-често срещаният тип е обратното двуканално продухване. Използва се в двигатели както на домашни, така и на чужди мотоциклети (М-104, Ковровец-175А, Ковровец-175В и Ковровец-175В, ИЖ Юпитер, Ява, Панония и др.).

Триканално продухване (фиг. 54, д) се използва, например, в двигатели Tsundap, четириканално продухване (фиг. 54, г) - в двигатели на мотоциклети IZH-56, кръстосано двуканално продухване (фиг. 54, д) - в двигатели Ardi, четириканален (фиг. 54, д) -_.за двигатели Villiers.

С всички описани методи на продухване, еднобутален двигател има симетрична диаграма на времето на клапана (фиг. 55). Това означава, че* ако фазата на всмукване започне преди буталото да достигне c. m.t. (например над 67,5°), тогава краят му настъпва след 67,5° от ъгъла на въртене на коляновия вал след c. m.t. Също започват и завършват спрямо n. фази на изпускане и продухване. Фазата на изпускане е по-дълга от фазата на продухване. Цилиндърът се пълни с горима смес през цялото време при отворен изпускателен прозорец. Тази характеристика на симетричното газоразпределение на клапаните ограничава възможността за увеличаване на мощността на двигателя в литри. Освен това компресираната работна смес съдържа относително много остатъчни газове. За да се намали количеството на остатъчните газове и да се подобри пълненето на цилиндъра с горима смес, се подобрява продухването. За да направите това, дизайнът на двигателя понякога се променя, въпреки че е по-препоръчително да се увеличи мощността на конвенционален двутактов двигател, без да се усложнява неговият дизайн. Двигателят Dunelt (фиг. 56, а) използва стъпаловидно бутало за увеличаване на количеството на входящата горима смес. Обемът, описан от долната част на буталото с увеличен диаметър, е приблизително 50% по-голям от обема на горната част на цилиндъра.

Двигателят Bekamo (фиг. 56, b) има допълнителен цилиндър с голям диаметър с бутало с къс ход. Буталото се задвижва от биела от допълнителна манивела на коляновия вал. Такива двигатели, за разлика от двигателите с компресори, се наричат ​​​​двигатели с „поддръжка“ (двигатели от този тип са инсталирани по-специално на някои домашни спортни мотоциклети). Тези двигатели имат симетрично управление на клапаните с едно бутало. Изходният прозорец обаче се затваря по-късно от прозореца за продухване. Буталото доставя допълнително количество смес, когато изпускателният отвор е отворен, в резултат на което цилиндърът не се пълни с компресирана горима смес, както се наблюдава при двигател с компресор, при който част от всмукването се извършва с изпускателния отвор или вентилът е затворен.

За увеличаване на пълненето на двигателя с горима смес се използват и макарни устройства, с помощта на които се увеличава фазата на всмукване. Възможните опции за устройството на макарата са инсталирането на макара върху цилиндъра вместо тръбата на карбуратора (фиг. 57, а) или върху картера (фиг. 57, б), както и макарата, предложена от автора в куха основна шийка на коляновия вал. В последния случай можете да промените времето на клапана, докато двигателят работи (фиг. 57, c) и да използвате неговото вихрово движение в картера, за да образувате и спирате струи от горимата смес. Този дизайн, но без устройство за промяна на времето на клапана, беше използван по-специално при велосипедния двигател D-4.

Рекордни резултати показват мотоциклетните двигатели MZ, произведени в ГДР, при които горивната смес се подава към централната част на картера чрез устройство, разположено в него с въртяща се пружинна макара (фиг. 57, г), изработена от листова стомана.

С висока мощност се отличават двигателите с директно продухване, които имат две бутала в два цилиндъра с обща горивна камера (т.нар. двубутални двигатели).

Двигателят Junkers с издухване с директен поток има следното устройство (фиг. 58, а). Цилиндърът съдържа две бутала, движещи се едно към друго. Средната част на цилиндъра между буталните глави, когато са на място. m.t. служи като горивна камера. Съдържа свещ. Горимата смес навлиза през прозорците от дясната страна на цилиндъра и измества отработените газове в изпускателните прозорци, разположени от лявата страна на цилиндъра. В този случай горимата смес почти не се смесва с отработените газове.

Цилиндърът може да се захранва по обичайния начин, като се използва продухване на коляновия механизъм или отделен компресор, доставящ сместа с макарно устройство. Всяко бутало е свързано с мотовилка към отделен колянов вал. Коляновите валове са свързани помежду си чрез зъбни колела, така че при приближаване на N. лявото бутало отваря изпускателните отвори приблизително 19° по-рано, отколкото дясното бутало отваря продухващите отвори. Изпускането на отработените газове започва по-рано, отколкото при еднобутален двигател, и съответно налягането в цилиндъра в началото на продухването е по-ниско. Когато буталото се движи от N. м. т. кв. m.t., за разлика от еднобуталните двигатели, изпускателните прозорци се затварят преди продухващите прозорци и цилиндърът се пълни със затворени изпускателни прозорци приблизително през времето, съответстващо на завъртането на коляновия вал с 29*. Асиметричната диаграма на фазите на продухване и изпускане по време на продухване с директен поток прави възможно ефективното използване на компресор за получаване на висока мощност.

Домашният двигател на състезателния мотоциклет GK-1 е проектиран по подобен начин.

Двигателите с този дизайн са сложни и скъпи за производство, но не съответстват на оформлението, прието в мотоциклетната индустрия и следователно не са получили масово разпространение.

Има двигатели с директен поток, които са по-удобни за поставяне на мотоциклет. При двигатели с продухване с директен поток по схемата на Zoller две бутала се движат в U-образен цилиндър. Горивната камера е разположена в средата. Горимата смес влиза през прозореца от дясната страна на цилиндъра, а отработените газове излизат през прозореца от лявата страна. Движението на буталата, осигуряващо асиметрични фази на продухване и изпускане, се извършва с помощта на различни колянови механизми. За двигатели DKV (фиг. 58, b) едно бутало е монтирано на главния мотовилка, а другото на задния прът. Двигателят на Пух (фиг. 58, c) използва раздвоен свързващ прът. За двигатели Triumph с дизайн на Zoller коляновият вал се състои от два манивела, изместени един спрямо друг, и два свързващи пръта (фиг. 58, d).

При издухване с директен поток цилиндрите могат да бъдат разположени под остър ъгъл, като горивната камера е на върха на ъгъла (фиг. 58, d). В този случай горивната камера е по-малко разтегната, отколкото при U-образен цилиндър. В противен случай такъв двигател е подобен на двигателя на системата Юнкер.

Пречистване с директен поток и части от цилиндъра, разположени под ъгъл, имат домашни двигатели с компресори на състезателни мотоциклети S-1B, S-2B и S-3B, които се отличават с висока литрова мощност.

Обслужване

Газоразпределението в двутактовия двигател най-често се нарушава при навлизане на излишен въздух и при увеличаване на съпротивлението на изпускателния тракт. Необходимо е да се следи херметичността на картера, да се затегнат връзките своевременно, да се сменят повредените уплътнения и уплътнения, както и да се почистят изпускателните прозорци на цилиндъра, тръбата и ауспуха от въглеродни отлагания.

Разпределение на клапаните на четиритактови двигатели.
Дайджест от Михаил Сорокин (известен още като Шарока)

Изпускателният клапан започва да се отваря в края на процеса на разширение с изпреварване спрямо BDC на ъгъл Ф.в ~30 –75 градуса. И затваря след ГМТ със закъснение под ъгъл Фз.в, когато буталото се движи в хода на пълнене до НМТ. Началото на отваряне и затваряне на всмукателния клапан също се измества спрямо мъртвите точки: отварянето започва преди TDC с напредване под ъгъл F.vp, а затварянето става след BDC със закъснение под ъгъл F.vp при началото на такта на компресия. Повечето от процесите на изпускане и пълнене протичат отделно, но около TDC всмукателните и изпускателните клапани са отворени едновременно. Продължителността на припокриване на клапаните е кратка за бутални двигатели. Общата продължителност на обмена на газ е 400–520 градуса. , за високооборотни двигатели е по-голям.

Периоди на обмен на газ.

Периодите на обмен на газ се разграничават въз основа на големината на посоката и скоростта във всмукателните или изпускателните клапани и посоката на движение на буталото.

Безплатно освобождаване. От началото на отварянето на изпускателния клапан към BDC продължава свободното изпускане. Изтичането на газове от цилиндъра с увеличаване на неговия обем се дължи на факта, че налягането в началото на изгорелите газове и до BDC е по-високо, отколкото в изпускателната тръба. Температурата на газовете в цилиндъра в началото на изпускателния такт е 1300–700 градуса. Скоростта на газовия поток е 720–550 m/sec. При BDC температурата и скоростта се намаляват до стойности, характерни за принудително освобождаване.

Принудително освобождаване. Продължава от BDC до TDC.
Средната скорост в междината на клапана е 80–250 m/s. Налягането в цилиндъра в началото на отварянето на всмукателния клапан е по-високо от налягането във всмукателния колектор, продуктите от горенето изтичат едновременно през изпускателния клапан и отварящия се всмукателен клапан, така нареченото изхвърляне на продукти от горенето в всмукателен колектор. Кастингът продължава след TDC. Следователно пълненето започва със закъснение.

Пълнеж. Настъпва запълване от TDC до BDC. Скоростта в междината на клапана е 80–200 m/s.

Презареждане. BDC поле - когато буталото се движи в посока на TDC по време на такта на компресия - налягането в цилиндъра остава известно време по-ниско от налягането пред всмукателния клапан, въпреки намаляването на обема на цилиндъра

Процеси на запалване и горене

Окислителните процеси са процеси на движение на електрони от орбитите на атомите или йоните на окисляващото вещество към орбитите на атомите или йоните на окислителя. Това движение на електрони изисква енергия, която се доставя на молекулите в началото на реакцията под формата на кинетична енергия по време на сблъсъци. Броят на сблъсъците и тяхната енергия зависят от концентрацията на реагентите в сместа и температурата и могат да бъдат определени за хомогенни и хетерогенни смеси от законите на молекулярната физика.

Развитието на теорията за окисление на въглеводороди е инициирано от пероксидната теория за окисление, предложена от А. Н. Бах през 1897 г., според която окислението се осъществява чрез междинни образувания на пероксиди, които имат по-голяма окислителна способност от молекулния кислород.

Теорията за хидроцилиране, предложена през 1903 г., е забележително начало в познаването на последователността на междинните реакции. Според тази теория на определен етап молекулите на кислорода се разпадат на атоми и последните се въвеждат между въглеродните и водородните атоми на въглеводородите с образуването на молекули, съдържащи ОН група и ускоряващи окислителните процеси.

През 1927 г. Н. Н. Семенов изрази идеята за възможността за верижни реакции (съществуването на които е открито от В. Нернст през 1919 г.) по време на окисляването на въглеводороди. Тази идея впоследствие се разви в съгласувана теория за верижните окислителни процеси, която обяснява процесите на запалване и горене на горива и съчетава теориите за пероксида и хидроксилацила.

Според тази теория окислението протича чрез последователност от междинни реакции, образуването на междинни продукти, които осъществяват прехода на реагиращата система от първоначалното състояние към крайните продукти. Такива междинни продукти могат да бъдат пероксиди, молекули и техните „фрагменти“ с ОН група, водородни и кислородни атоми, свободни радикали ОН, СН, СН2. Най-химически активните от тях (атоми, радикали) играят много важна роля като активни реакционни центрове: появата на един от тях може да доведе до лавинообразна маса от трансформации в реагиращата система, в която крайните продукти на окисление и по-малко активните наситени молекули на въглеводородно-кислородни съединения (алдехиди, алкохоли), аминокиселини), насърчавайки образуването на все повече и повече активни центрове.

В зависимост от условията в реакционната зона може да се развие неразклонена или разклонена верижна реакция. В първия случай вместо един активен център се образува един нов и реакцията продължава до изчерпване на реагентите или прекратяване на реакцията в резултат на локални неблагоприятни условия (броят на сблъсъците на активните частици на междинните продукти е малък поради ниската концентрация на реагентите или ниската температура, забавяне на каталитичното действие на някои реагенти, стените на горивната камера).

Във втория случай в резултат на реакцията в един активен център могат да се образуват два или повече нови активни центъра; в резултат на това окислителната реакция се ускорява, въпреки факта, че концентрациите на реагентите вече са започнали да намаляват. Процесът се ускорява с увеличаване на енергията на сблъсъка и в резултат на фрагментацията на молекулите се увеличава броят на реакционните центрове. При разклонена верижна реакция скоростта на горене може бързо да се увеличи до безкрайност. Това обаче не се случва, тъй като някои от клоните в реакцията се откъсват (главно близо до стените на горивната камера) и броят на частиците, влизащи в реакцията, намалява с изразходването на сместа. След като достигне максималната си стойност, скоростта на реакцията ще започне да намалява.

След като доста молекули влязат в реакцията, отнемането на топлина от заряда в стените и изпаряването на горивото ще бъде компенсирано от освободената топлина на окисление (момента на термично равновесие) и така наречената критична температура Gcr , или температурата на възпламеняване на сместа, ще се установи в камерата, при достигането на която бързо общо повишаване на температурата и налягането. Моментът на термично равновесие може да се забележи, ако се използва индикатор за налягане, за да се регистрира първо промяната на налягането в камерата без впръскване на гориво, а след това по време на впръскване.

При запис на налягане с доста чувствителен сензорможете да забележите, че след точката, в която започна впръскването на гориво, тръбопроводът за налягане първо ще слезе под тръбопровода за сгъстяване без впръскване на гориво, а след това в точка 2 ще пресече тръбопровода за сгъстяване и бързо ще започне да се покачва. Закъснението в тръбопровода за налягане в началото на впръскването се обяснява с консумацията на топлина за нагряване и изпаряване на инжектираните капки гориво; ако сензорът за налягане не е много чувствителен, тогава разликата в налягането в камерата по време и без впръскване на гориво може да не се забележи, тъй като те ще се слеят в една линия. Въпреки това, в някакъв момент от време, съответстващ на точка 2. линиите ще се скъсат. Следователно можем да отбележим наличието на латентен период на окислителни процеси между точки 1 и 2, когато горенето изглежда липсва или се забавя в сравнение с подаването на гориво. Този период се нарича индукционен период или период на забавяне на запалването на горивото и се обозначава Ti (в секунди) или Fi (в градуси).

Ъгълът Фi, измерен от диаграмата на индикатора, ще зависи от чувствителността на сензора за налягане: колкото по-чувствителен е той и колкото по-точно записващата част на индикатора записва сигнала на сензора, толкова по-малък ще бъде ъгълът Фi и толкова по-точен е ще се определи. Ясно е, че ъгълът Фi зависи от физикохимичните свойства на горивото и условията за развитие на окислителни процеси в камерата. По-задълбочено изследване на процесите по време на периода на самозапалване на гориво с помощта на химични, оптични и йонни методи позволи да се установи, че във верижно-термичната теория на запалването при различни условия могат да преобладават верижни или топлинни процеси, в резултат на което A. S. Sokolik изложи хипотези за нискотемпературно многостепенно до високотемпературно едностъпално запалване.

Според теорията на нискотемпературното запалване в камерата се развиват първите предпламъчни окислителни процеси с образуването на междинни продукти в достатъчно голям обем от сместа. В този случай се отделя недостатъчно топлина за рязко ускоряване на окислителните реакции; в допълнение, трансформациите протичат в многоетапен процес с натрупване, в резултат на локална липса на кислород, първо на алкохоли, алдехиди (формалдехид HCHO, акролеин CH2 CH2CHO, ацеталдехид или ацеталдехид CH3CHO), въглероден оксид и след това пероксиди и радикали. В резултат на такива процеси в горивната камера се появява така нареченият студен пламък - синьо сияние, което е резултат от оптично възбуждане на молекулите на формалдехида и радикала HCO. През този период от време TI ( ориз. 54, крива 1) налягането в камерата не се увеличава или дори намалява; температурата, при която започва и завършва светенето, е 440–670 K, практически не се променя.

Във втория период Т3 протича процесът на окисление на алдехидите и образуването на пероксиди от нов тип, химически по-активни; нарастването на налягането върху пламъка на делта Р Хол става забележимо в резултат на повишаване на температурата на студения пламък (от няколко десетки до стотици градуса).

Впоследствие се появява вторичен, по-интензивен блясък; натрупването на активни пероксиди, радикали и атоми води до термична локална експлозия в края на периода ti и образуване на център на горене. Такива процеси по време на периода на забавяне на самозапалване на гориво с характерно преобладаване на верижни многоетапни химични трансформации в тях протичат при относително ниски температури и слабо зависят от температурата; в този случай периодът TI се скъсява с повишаване на температурата и малко зависи от налягането, докато периодът T2, напротив, се увеличава с повишаване на температурата и намалява с повишаване на налягането.

Нискотемпературното многостепенно запалване е характерно за парафините и нафтените и се среща в дизеловите двигатели, докато колкото по-високо е цетановото число на горивото, толкова по-кратък е периодът t. Такива огнища могат да се образуват в камерата и дори в една факла няколко в точки, където най-благоприятните условия за това са комбинацията от температура, налягане и състава на сместа, който се променя по време на образуването на центъра на горене (от «0,1 в началото до a = 1 в края) , обикновено под повърхността на горелката, на известно разстояние от дюзата на дюзата в зоната на повишени температури (от страната на изпускателните канали, над нагретите повърхности).

Продължителността и броят на образуваните горивни центрове, както показват експериментите, не зависят много от фиността на пулверизирането на горивото, тъй като дори при много грубо пулверизиране броят на малките капки е достатъчен за запалване. Увеличаването на ъгъла на впръскване на горивото удължава периода на забавяне на запалването за всички видове гориво, тъй като процесите на нагряване, изпаряване на горивото и ускоряване на химичните реакции започват при по-ниски температури; интензификацията на турбулентността увеличава Ti периода поради намаляване на температурата и концентрацията на горивните пари в вероятната точка на образуване на източника на горене.

Високотемпературното запалване (крива 2) се извършва при високи начални температури (800–1200 K) и е непрекъснат процес на верижни химически самоускоряващи се трансформации в резултат на отделяне на топлина. Мощен термичен удар, който ускорява процесите, водещи до образуване на център на горене, може да се извърши чрез електрически разряд между електродите на свещта при напрежение (8–15) 103 V. При високи температури в изпускателен канал или кабел (T повече от 10 000), образува се център на горене с малък обем. Това означава, че в даден обем процесите на нагряване, гниене, йонизация на молекулите на горивото и кислорода и запалването протичат толкова бързо (чрез плазменото състояние), че се вписват в периода на разреждане, чиято продължителност не надвишава (1– 2) 10 ~5 s. Естествено е да се предположи, че това е възможно в хомогенна, достатъчно хомогенна смес.

Ако обемът на получения център на горене е достатъчно голям и времето на неговото съществуване е достатъчно за нагряване и запалване на околните слоеве на сместа, тогава процесът на горене започва да се разпространява и след известно време t; (период на забавяне на запалването) на диаграмата на налягането на индикатора ще бъде възможно да се забележи отделянето на тръбопровода за налягане в процеса на започващото му нараняване от тръбопровода за налягане на компресията, което може да се запише при изключено запалване. Ако обемът на мястото на горене и продължителността на неговото поддържане от изхвърлянето се оказаха недостатъчни, тогава мястото затихва и горенето не се развива.

Експериментално е установено, че периодът на забавяне на запалването зависи от вида на горивото, състава на сместа, температурата и налягането на сместа в края на компресията, както и от мощността на електрическия разряд. Колкото по-ниска е температурата на запалване на горивото и неговата термична стабилност, толкова по-кратък е периодът на забавяне на запалването; периодът на забавяне се намалява с обогатяване на сместа (до a = 0,4 –0,6 и по-ниско), повишаването на температурата и налягането на сместа намалява Ti, увеличаването на мощността на разреждане намалява Ti толкова по-силно, колкото по-неблагоприятно е другото условията на самозапалване са.

Високотемпературното запалване е характерно за всички двигатели с електрическо запалване, както и за дизелови двигатели, когато се използва гориво с високо съдържание на ароматни съединения.

При двигатели с електрическо запалване образуването на горивен център в резултат на действието на искра е придружено от насищане на неговия обем с продукти от горенето и образуване на слой - участък между негорящата смес и получената продукти от горенето. В резултат на дифузия молекулите на горивото и окислителя влизат в този слой от страната на сместа, а продуктите от горенето и топлината от страната на горивната камера. Образува се така нареченият ламинарен фронт на пламъка ( ориз. 55 и) 6 с дебелина няколко десети от милиметъра и площ от няколко квадратни милиметра. Температурата в този слой се променя рязко от Tcm до Gvs. което допринася за ускоряване на процесите на дифузия и образуването на зона на нагряване с дебелина bn и зона на химични реакции с дебелина b, в които концентрациите на горивните молекули St и кислорода Co постепенно намаляват. Пламъкът започва да се движи към горимата смес перпендикулярно на повърхността на фронта с така наречената нормална скорост Ui.

Експериментите в бомбите са установили, че разпространението на горенето по обем е възможно само при определени състави на горивни смеси, ограничени както от минимални, така и от максимални стойности на a, които са различни за различните условия на горене (температура, налягане, количество инертни газове ), В табл 7Дадени са концентрационните граници на разпространение на пламъка във въздушни смеси от горива при атмосферни условия по време на бомбени тестове.

Нормалните скорости Ui силно зависят от състава на смесите ( Фиг.56) и имат максимални стойности в смеси с въздух от 0,5 (за въглероден окис) до 1,1 (за метан). За бензинови и алкохолно-въздушни смеси Ui се извършва при a = 0,85 -0,95. При повишени температури и налягания границите на концентрация на запалимост се разширяват и скоростите Ui се увеличават, с увеличаване на остатъчните газове в сместа границите на концентрация се стесняват , а скоростите Ui намаляват.

Дребномащабни пулсации, чийто мащаб не надвишава дебелина 6 , (дребномащабни или микротурбулентност) и едромащабни пулсации - макротурбулентност, чиято поява е свързана с образуването на вихри по време на пълнене и компресия, допринасят за ускоряване на разпространението на горенето в целия обем на камерата.

Микротурбулентността допринася за увеличаване на Ui в резултат на интензификация на дифузията и замяната на проводимата топлопроводимост в зоната на нагряване с турбулентна; макротурбуленцията огъва фронта на пламъка, докато се развива, и след това го разпада на части ( виж фиг. 55, б). Повърхността и дебелината на предната част се увеличават (последната до 25 mm); обеми от реагиращи компоненти се въвеждат в нагревателните зони и в негорящата смес, която се компресира поради нагряване. В резултат на това скоростта на движение на фронта на пламъка към сместа се увеличава до 15–80 m/s; тя се нарича турбулентна скорост Ut. Количеството изгорена смес за единица време се увеличава. В резултат на увеличаване на скоростта на отделяне на топлина, скоростта на повишаване на температурата и налягането в цилиндъра на двигателя се увеличава ( виж фиг. 53).

След като пламъкът се разпространи в целия обем на горивната камера, количеството на сместа, която реагира, намалява. Скоростта на реакциите също намалява, тъй като концентрациите на гориво и окислител в зоните на горене намаляват и концентрацията на продуктите от горенето се увеличава. Заедно с нарастващото отвеждане на топлина в стените на горивната камера и обема на цилиндъра с началото на буталото, движещо се от c. Това означава, че налягането, достигнало максималната си стойност в позицията на буталото, съответстваща на ъгъл Фi, започва да намалява.

Надеждно регистрираните диаграми на температурните промени по време на процеса на горене все още не са достатъчни за количествена характеристика на процесите на горене и обобщения. Установено е обаче, че температурите, получени от уравнението на състоянието на газовете в различни моменти на горене и разширение, използвайки налягания от индикаторни диаграми и известни проектни обеми на горивната камера и цилиндъра, също се увеличават по време на процеса на горене и достигат максимални стойности ​в момента Фi ( виж фиг. 53), по-късно от момента, в който са достигнати максималните налягания. Последното обстоятелство се обяснява с комбинираното влияние на увеличаване на обема на газа поради движението на буталото от TDC и продължаващото подаване на топлина към газа.

При определени условия описаният нормален процес на горене може да бъде нарушен, което се отразява на мощността и ефективността на двигателя, шума, токсичността на отработените газове, надеждността и експлоатационния живот на двигателя. Такива нарушения на горенето включват следното.

1 . Пропуснати светкавици в цилиндрите, които се появяват в резултат на бедна смес, прекъсвания на запалването или в резултат на ниска мощност на искра; двигателят не стартира или не развива мощност.

2. Мига във всмукателната система; може да възникне в резултат на ниска скорост на горене в цилиндрите, главно поради бедна смес или късно запалване; сместа в тези случаи продължава да гори дори в изпускателния такт и при значително припокриване на фазите на изпускателните и всмукателните клапани може да запали сместа във всмукателната система, която се възприема като памук в карбуратора.

3 . Преждевременно, преди появата на искри, самозапалване на сместа в цилиндрите, което е възможно при локално прегряване на повърхностите на горивната камера (изпускателни клапани, запалителни свещи, отделни секции на главата на цилиндъра или буталото) или прегряване на въглеродни отлагания върху тези повърхности (запалване с нажежаема жичка); намаляване на мощността на двигателя поради прекомерно обратно налягане в края на хода на буталото до TDC, неговото прегряване, тъпи удари, които не са ясно изразени на фона на общия шум, произтичащи от високи темпове на повишаване на налягането и увеличаване на техните максимални стойности , са признаци на подгряване.

4 . Детонацията е сложен химико-термичен процес, който се развива в горима смес при специални условия; външни признаци на детонация са появата на звънене на метални звуци в цилиндрите на двигателя, намаляване на мощността и прегряване на двигателя, отделяне на черен дим от изпускателната система; в тъмното се вижда зеленикав цвят на пламъка, изхвърлян от късите изпускателни тръби на двигатели с бутала от леки сплави; на индикаторната диаграма, записана по време на детонация, в зоната на максимални налягания се отбелязват техните резки колебания под формата на остри пикове.

Появата на детонация и нейното засилване се улеснява от горива, които са нестабилни по отношение на детонация с ниско октаново число; състави на обогатени (а = 0,9) смеси; висока степен на компресия; големи натоварвания на двигателя; намаляване на скоростта на вала на двигателя; прекалено голямо време на запалване; високи температури и налягане на входа на двигателя; прегряване на горивната камера; увеличаване на размера на цилиндрите.

Детонационното изгаряне възниква в най-отдалеченото от свещта място, разположено близо до горещите стени. Преди да пристигне нормалният фронт на пламъка на горене, сместа има време да се прегрее много на такива места и е подложена на интензивно компресиране, докато фронтът на пламъка се разпространява, което допринася за бързото развитие на предпламъчни реакции в нея с образуването и натрупването на химически активни междинни продукти (радикали, пероксиди, водородни и кислородни атоми). В резултат на такива процеси възниква самозапалване на сместа със самоускоряващи се процеси. Изгарянето става експлозивно с рязко локално повишаване на температурата и образуване на ударна вълна под налягане; скоростта на движението му в камерата може да достигне 1000–2300 m/s. Отразявайки се от стените на горивната камера, ударната вълна образува нови вълни и нови източници на запалване, което води до развитие на дисоциация с образуване на въглероден оксид, атомен въглерод, водород, кислород и абсорбиране на големи количества топлина. Продуктите на дисоциация и неизгорялата част от горивото изгарят непълно и с по-малка ефективност по време на процеса на разширение, мощността и ефективността намаляват, а прегряването на двигателя и димът от отработените газове се увеличават толкова повече, колкото повече се развива детонация в по-голям обем на сместа. Ударните вълни, действащи локално и кратко, не увеличават работата на газовете, но рязко увеличават преноса на топлина в стените, механичните и термичните ударни натоварвания върху частите и газовата корозия на повърхностите, особено на главите на буталата. Продължителната работа на двигатели с детонация е неприемлива.

5. Мига в изпускателната система, придружено от звуци, подобни на изстрели; такива проблясъци са следствие от запалването на натрупаната там запалима смес при пропускане на проблясъци в цилиндрите или откъсване на сажди от нагретите стени при внезапно натоварване на двигателя. При дизеловите двигатели, след като в горивната камера се образуват горивни центрове, около тях се образува пламъчен фронт; Освобождаването на топлина и разширяването на продуктите от горенето води до образуване на топлинна вълна и компресия на сместа. Това ускорява реакциите преди пламъка и образуването на нови места на горене. Поддържането на горене в огнищата и образуването на нови огнища в хетерогенна смес започва да се ограничава не от скоростта на химичните окислителни реакции, а от скоростта на образуване на смес от горими състави. Следователно при температури над 1000 K факторите, определящи скоростта на изгаряне на горивото, са дифузионните процеси и вихровото движение на заряда.

Ако по време на забавянето на запалването се впръска много гориво, тогава ще се появят по-голям брой огнища. В резултат на това химичните реакции и образуването на нова смес рязко се ускоряват; скоростите на отделяне на топлина и повишаване на налягането може да са твърде високи и горенето ще се характеризира като "трудно".

Намаляването на температурата и налягането на зареждане в края на компресията може да бъде следствие от запушен въздушен филтър, коксуване на клапаните и процепите на газоразпределителните части, загуба на плътност на клапаните и буталните пръстени, промени във времето на клапана и навлизане на масло въздухът.

Карт дизайн - форсиране на двигателя

Няма да има готови рецепти за форсиране на конкретни видове двигатели. Всички двигатели са различни, на различни шасита размерите на отделните елементи (например изпускателната система) ще се променят и характеристиките също ще се променят. Следователно някои специфични рецепти, в които въпреки това ще има много празни петна, могат да доведат само до безполезна работа.

По-специално ще бъдат разгледани основите на теорията на процесите, протичащи в двигателя, със специален акцент върху онези въпроси, които са основни при форсирането на двигателя. Разбира се, тази глава обсъжда само онези раздели от теорията, чието познаване е необходимо, така че начинаещият картинг фен да не повреди двигателя в опит да изтръгне максимална мощност от него. Дадени са и общи препоръки за областите, в които трябва да се направят модификации на двигателя, за да се постигнат положителни резултати. Общите инструкции са илюстрирани с примери от практическа работа по усилване на картинг двигатели. Освен това са дадени редица коментари и практически препоръки относно на пръв поглед дребни промени, въвеждането на които ще подобри работата на двигателя, ще повиши неговата надеждност и ще ни спести понякога скъпоструващо учене от собствените ни грешки.

Време на клапана

Времето на вентила се изразява чрез ъглите на въртене на коляновия вал, при които съответните прозорци на цилиндъра се отварят и затварят. При двутактов двигател разглеждаме три фази: отваряне на всмукателния прозорец, отваряне на изпускателния прозорец и отваряне на байпасните прозорци (фиг. 9.3).

Фазата на отваряне на прозорец, например изпускателен прозорец, е ъгълът на въртене на коляновия вал, измерен от момента, в който горният ръб на буталото отваря изпускателния прозорец до момента, в който буталото, движейки се назад, затваря прозорец. По същия начин можете да определите фазите на отваряне на останалите прозорци.

Ориз. 9.3. Времеви диаграми на клапаните:

а-симетричен; б- асиметричен; OD и ZD - отваряне и затваряне на всмукателния отвор. OR и ZP - отваряне и затваряне на байпаса; OW и ZW - отваряне и затваряне на емисията; a,y са ъглите на отваряне съответно на входния и изходния прозорец; B - ъгъл на отваряне на байпасни прозорци

Ориз. 9.4. Сравнение на времеви разрези (площ под кривите) за прозорци с различни форми

В конвенционален бутален двигател всички прозорци се отварят и затварят от буталото, така че диаграмата на времето на клапана е симетрична (или почти симетрична) спрямо вертикалната ос (фиг. 9.3, А).При картинг двигатели, в които коляновият вал е пълен с горима смес с помощта на въртяща се макара, фазата на всмукване може да не зависи от движението на буталото, поради което диаграмата на времето на клапана обикновено има асиметричен вид (фиг. 9.3, б).

Фазите на разпределение на клапаните са сравними стойности за двигатели с различни ходове на буталото, т.е. те служат като универсални характеристики. Когато сравнявате двигатели с еднакъв ход на буталото, времето на клапана може да бъде заменено с разстояния от прозорците, например до горната равнина на цилиндъра.

В допълнение към времето на клапана, важен параметър е така наречената времева секция. Когато прозорецът се отваря постепенно от бутало, формата на канала определя как се увеличава отворената повърхност на прозореца в зависимост от ъгъла на въртене на коляновия вал (или времето). Колкото по-широк е прозорецът, толкова повече повърхност ще се отвори, когато буталото се движи надолу. През същото време през прозореца ще премине по-голямо количество горима смес. Препоръчително е при отваряне на прозорец с бутало площта му веднага да бъде възможно най-голяма. При много двигатели за тази цел прозорецът се разширява нагоре. Благодарение на това се постига ефектът на бързо отваряне на прозореца, без да се увеличава повърхността му.

Диаграма на растежа на отворената повърхност на прозорци с различни форми в зависимост от времето при постоянна честота на двигателя е показана на фиг. 9.4. Общата площ на прозореца е еднаква и в двата случая. Площта под кривите на диаграмата характеризира стойността на времевия участък. За прозорец с неправилна форма времевият участък е по-дълъг.

Системи за продухване на цилиндри

Ориз. 9.10. Диаграма на системите за прочистване на цилиндъра и съответните огледални сканирания на цилиндъра:

а - двуканална система; b - триканална система; c - четириканална система; g - петканална система

Системите за продухване на цилиндрите, използвани в двигателите за картинг, са показани схематично на фиг. 9.10. До него е показано местоположението на байпасните прозорци на огледалното сканиране на цилиндъра за всяка от системите: дву-, три-, четири- и петканална. При тези двигатели, където пълненето на картера се контролира от бутало, то затваря или не затваря всмукателния отвор. В този случай входната тръба не е направена в цилиндъра и става възможно да се постави допълнителен байпасен канал.

Ролята на изпускателната система

В двутактовия двигател изпускателната система играе огромна роля, състояща се от изпускателна тръба (в цилиндъра и зад цилиндъра), разширителна камера и шумозаглушител. В момента, в който изпускателният отвор се отвори, в цилиндъра има известно налягане, което се намалява в изпускателната система. Газът се разширява, появяват се ударни вълни, които се отразяват от стените на разширителната камера. Отразените ударни вълни предизвикват ново повишаване на налягането в близост до изпускателния отвор, в резултат на което част от отработените газове отново навлизат в цилиндъра (фиг. 9.11).

Ориз. 9.11. Схематично представяне на последователните фази на отработените газове:

a - отваряне на изпускателния прозорец; b - пълно отваряне на прозореца; c - затваряне на прозореца

Изглежда, че би било по-полезно да се получи вакуум в изпускателния отвор, когато е напълно отворен. Това ще доведе до изпомпване на газовете от цилиндъра и по този начин ще напълни цилиндъра с прясна смес. В този случай обаче част от тази смес заедно с отработените газове ще попадне в изпускателната тръба. Следователно е необходимо да се постигне повишено налягане в изходния прозорец, когато се затваря. В този случай горимата смес, която е влязла в изпускателната тръба заедно с отработените газове, ще бъде върната в цилиндъра, което значително ще подобри пълненето му. Това се случва след като буталото затвори байпасните прозорци. Както във всмукателната система, вълновите явления в изпускателната система имат положителен ефект само близо до вълната на резонансната честота. Променяйки размерите и особено дължината на изпускателната система, можете да оформите и скоростните характеристики на двигателя. Ефектът от промените в размерите на изпускателната система върху работата на двигателя е по-значим от промените в размерите на всмукателната система.

Основи на горенето

За да разберете по-добре работата на двигателя, е необходимо да кажете няколко думи за процесите, протичащи в горивната камера на двигателя. Увеличаването на налягането в цилиндъра зависи от процеса на горене, който определя мощността на двигателя.

Резултатите от изгарянето на горивото, възприемани под формата на работата на коляновия механизъм, зависят преди всичко от състава на горимата смес. Теоретично, идеалният състав на горимата смес е така нареченият стехиометричен състав, т.е. такъв, при който сместа съдържа толкова много гориво и кислород, че след изгаряне няма гориво или кислород в отработените газове. С други думи, цялото гориво в горивната камера ще изгори и целият кислород, съдържащ се в горимата смес, ще бъде изразходван за нейното изгаряне.

Ако в горивната камера имаше излишък на въздух (липса на гориво), тогава този излишък не би могъл да подпомогне процеса на горене. Въпреки това, това ще се превърне в допълнителна маса от газ, която трябва да бъде „изпомпвана“ през двигателя и нагрята с помощта на топлина, която без тази допълнителна маса би повишила температурата и, следователно, налягането в цилиндъра. Горима смес с излишък на въздух се нарича бедна.

Липсата на въздух (или излишното гориво) е също толкова неблагоприятна. Това би довело до непълно изгаряне на горивото и в резултат на това до по-малко произведена енергия. Излишното гориво ще премине през двигателя и ще се изпари. Горима смес с липса на въздух се нарича богата.

На практика, за да се получи най-голяма мощност, е препоръчително да се използва леко обогатена смес. Това се обяснява с факта, че в горивната камера винаги се образуват локални нехомогенности в състава на горивната смес, възникващи поради факта, че е невъзможно да се постигне идеално смесване на горивото с въздуха. Оптималният състав на сместа може да се определи само експериментално.

Обемът на горимата смес, засмуквана всеки път в цилиндъра, се определя от работния обем на този цилиндър. Но масата на въздуха, разположена в този обем, зависи от температурата на въздуха: колкото по-висока е температурата, толкова по-ниска е плътността на въздуха. По този начин съставът на горимата смес зависи от температурата на въздуха. Поради това е необходимо да „настроите“ двигателя в зависимост от времето. В горещ ден топъл въздух навлиза в двигателя, така че за поддържане на подходящия състав на горимата смес е необходимо да се намали подаването на гориво. В студен ден масата на входящия въздух се увеличава, така че трябва да се достави повече гориво. Трябва да се отбележи, че съставът на горимата смес също се влияе от влажността на въздуха.

В резултат на всичко това температурата дори на идеален състав на сместа при дадени условия значително влияе върху степента на запълване на коляновия механизъм. При постоянен обем на картера при по-висока температура масата на горимата смес ще бъде по-малка и по този начин след изгарянето й ще има по-ниско налягане в цилиндъра. Поради това явление се опитват да придадат такава форма на елементите на двигателя, особено на картера (ребрата), за да постигнат максималното им охлаждане.

Изгарянето на сместа в горивната камера става при определена скорост, по време на горенето коляновият вал се върти под определен ъгъл. Налягането в цилиндъра се увеличава с изгарянето на сместа. Препоръчително е да получите най-голямото налягане в момента, когато ходът на буталото вече е започнал. За да се постигне това, сместа трябва да се запали малко по-рано, с известен аванс. Този аванс, измерен чрез ъгъла на въртене на коляновия вал, се нарича момент на запалване. Често е по-удобно да се измери моментът на запалване чрез разстоянието, което остава на буталото да премине до горната мъртва точка.

Обхват от подобрения

Преди да започнем да работим върху двигателя, трябва да решим какъв показател искаме да постигнем. При пет-, шестстепенните състезателни двигатели можем да се стремим да увеличим CV, въпреки че е известно, че в резултат на това CV на максималния въртящ момент се доближава до CV на максималната мощност; Намаляваме обхвата на работните обороти, като в замяна постигаме повече мощност.

При двигатели от популярна категория, а това са двигатели Demba с обем 125 cm 3 с тристепенна скоростна кутия, не трябва да се стремите да постигнете твърде голяма честотна характеристика, трябва да постигнете най-голям диапазон от обороти на работната честота. При такива двигатели (използвайки собствени компоненти и възли) е възможно да се постигне мощност над 10 kW при скорост от около 7000-8000 об / мин.

Необходимо е също така да се определи наборът от подобрения, които ще направим. Трябва да знаете предварително дали това ще бъде подобрение на двигателя, който се финализира, или наборът от подобрения ще бъде толкова широк, че в крайна сметка ще получим почти нов двигател със запазване на няколко оригинални (но модифицирани) компонента , както изискват правилата.

Когато се предполагат модификации на двигателя, трябва да се даде предпочитание на тези операции, които значително ще подобрят работата на двигателя. Не е необходимо обаче (поне на този етап от работата) да се предвиждат извършването на такива операции, които изискват значителен труд и за които предварително се знае, че ще дадат незначителни резултати. Такива операции включват полиране на всички отвори на цилиндъра на двигателя, въпреки факта, че има общо убеждение в ефективността на тази операция. Стендовите тестове на много двигатели показват, че полирането на отворите на цилиндрите увеличава мощността на двигателя с 0,15-0,5 kW. Както можете да видите, усилията, изразходвани за тази работа, са напълно несъизмерими с резултатите.

Ето операциите, които несъмнено ще повлияят на увеличаването на производителността на двигателя: увеличаване на степента на компресия; промяна на времето на клапана; промяна на формата и размера на каналите и прозорците на цилиндъра; правилен избор на параметри на всмукателната и изпускателната системи; оптимизиране на момента на запалване.

Промяна на степента на компресия

Увеличаването на степента на компресия, получено чрез намаляване на обема на горивната камера, води до увеличаване на мощността на двигателя. Увеличаването на степента на сгъстяване води до увеличаване на налягането на горене в цилиндъра чрез увеличаване на налягането на сгъстяване, подобряване на циркулацията на сместа в горивната камера и увеличаване на скоростта на горене.

Коефициентът на компресия не може да бъде увеличен до произволна стойност. Тя е ограничена от качеството на използваното гориво, както и от термичната и механична якост на компонентите на двигателя. Достатъчно е да се каже, че когато ефективното съотношение на компресия се увеличи от 6 на 10, силите, действащи върху буталото, се удвояват почти; натоварването, например, върху коляновия механизъм се удвоява.

Като се има предвид здравината на частите на двигателя и детонационните свойства на наличните горива, не се препоръчва използването на геометрично съотношение на сгъстяване, по-голямо от 14. Увеличаването на съотношението на сгъстяване до тази стойност изисква не само премахване на уплътнението (ако е имало), но но също и придаване на подходяща форма на цилиндровата глава, а понякога и на цилиндъра. За да улесните изчисляването на обема на горивната камера за различни степени, можете да използвате диаграмата, показана на фиг. 9.17. Всяка от кривите се отнася за определен работен обем на цилиндъра.

Ориз. 9.17. Диаграма на зависимостта на степента на компресия a от обемите на горивната камера V 1 = 125 cm 3 и V 2 -50 cm 3

При някои двигатели с относително ниско съотношение на компресия, значителното му увеличение е възможно само чрез механична обработка. В този случай горивната камера се разтопява и се обработва отново. Това също ви позволява да промените формата на камерата. Повечето съвременни картинг двигатели имат горивна камера във формата на шапка. Тази форма не трябва да се променя при модификация на двигателя.

Единственият метод за точно определяне на обема на горивната камера е да се напълни с двигателно масло през отвора на запалителната свещ (фиг. 9.18) с положение на буталото в горната мъртва точка. При този метод на измерване обемът на отвора на свещта трябва да се извади от обема на излято масло. Обемът на отвора за свещ за свещ с къса резба е 1-1,1 cm’1, за свещ с дълга резба - 1,7-1,8 cm3.

При състезателните двигатели уплътненията на главата на цилиндъра или изобщо не се използват, или се заменят с тънки медни пръстени. И в двата случая интерфейсът между цилиндъра и главата трябва да бъде шлифован. Използването на уплътнения, изработени от материал с нисък коефициент на топлопроводимост, е противопоказано, тъй като ще възпрепятства потока на топлина от горната част на цилиндровата втулка, която носи значително топлинно натоварване, към главата и нейните охлаждащи перки. Гарнитурата на главата на цилиндъра при никакви обстоятелства не трябва да стърчи в горивната камера. Изпъкналият ръб на уплътнението ще светне и ще се превърне в източник на светещо запалване.

Ориз. 9.18. Определяне на обема на горивната камера

Октановото число на използвания бензин трябва да съответства на степента на сгъстяване. Трябва обаче да се има предвид, че степента на компресия не е единственият фактор, определящ възможната детонация на горивото.

Детонацията зависи от хода на горивния процес, от движението на сместа в горивната камера, от метода на запалване и т.н. Видът на горивото за конкретен двигател се избира експериментално. Въпреки това, няма смисъл да се използва високооктаново гориво за двигател с ниско съотношение на компресия, тъй като работата на двигателя няма да се подобри.

Прочистване на цилиндъра

Изборът на подходящо газоразпределение при двутактов двигател е от голямо значение за отстраняването на отработените газове от цилиндъра и пълненето му с прясна смес. Освен това е необходимо да се насочат струите смес, идващи от байпасните прозорци, така че да преминават през всички кътчета на цилиндъра и горивната камера, като издухват останалите отработени газове от тях и ги насочват към изпускателния прозорец.

За да се увеличи скоростта на двигателя и, като следствие, неговата мощност, е необходимо значително да се разшири фазата на отработените газове или по-скоро да се увеличи разликата между фазите на изпускане и продухване. В резултат на това се увеличава времето, през което изгорелите газове излизат от цилиндъра. В този случай, в момента на отваряне на байпасните прозорци, цилиндърът вече е празен, свежият заряд, който влиза в него, е само леко смесен с останалите отработени газове.

Фазата на освобождаване се увеличава поради изместването (пилене) на горния ръб на прозореца. Фазата на отработените газове при състезателните двигатели достига 190° в сравнение със 130-140° при серийните двигатели. Това означава, че горният ръб може да бъде отрязан с няколко милиметра. Трябва обаче да се има предвид, че в резултат на увеличаване на височината на изходния прозорец, ходът на буталото, върху което се извършва работата, намалява. Следователно увеличаването на височината на изпускателния прозорец се изплаща само ако загубите в производителността на буталото се компенсират чрез подобрено продухване на цилиндъра.

Поради целесъобразността да се постигне максимална разлика между фазите на изпускане и продухване, ъгълът на отваряне на прозорците за продухване обикновено остава непроменен.

Размерът и формата на байпасните канали и прозорците оказват значително влияние върху качеството на продухване. Посоката на входа на сместа в цилиндъра от байпасния канал трябва да съответства на приетата система за продухване (виж параграф 9.2.4, фиг. 9.10). В дву- и четириканални системи за продухване струите на горимата смес, влизащи в цилиндъра, се насочват над буталото към стената на цилиндъра срещу изходния прозорец, а в четириканална система струите, излизащи от прозорци, разположени по-близо до изходният прозорец обикновено е насочен към оста на цилиндъра. При системи с три или пет байпасни прозореца, един прозорец трябва да бъде разположен срещу изходния прозорец, каналът на този прозорец трябва да насочва потока на горимата смес нагоре под минимален ъгъл спрямо стената на цилиндъра (фиг. 9.19). Това е необходимо условие за ефективната работа на тази допълнителна струя, обикновено получена чрез намаляване на напречното й сечение, както и по-късно отваряне на този прозорец.

Производството на допълнителен (трети или пети) канал е правилото за двигатели с въртяща се макара или диафрагмен клапан. При двигатели, при които пълненето на коляновия механизъм се контролира от бутало, има входящ отвор на мястото на класическия трети (или пети) байпасен канал. Такива двигатели могат да имат допълнителни байпасни канали и входящият прозорец трябва да бъде съответно оформен; подобно решение е показано на фиг. 9.20. Този двигател има три допълнителни малки байпасни прозореца, свързани с общ байпасен канал, входът на който се намира над входния прозорец. Необходимата фаза на всмукване тук се осигурява от подходящата форма на всмукателния отвор.

Ориз. 9.19. Влияние на формата на третия байпасен канал върху движението на заряда в цилиндъра:

а - неправилна форма; б- правилна форма

При монтиране на въртяща се макара в цилиндъра на конвенционален двигател става възможно да се направи байпасен канал срещу изпускателния прозорец. Тук е удобно да направите силно извит къс канал (фиг. 9.21, А),потокът от смес, в който е затворен за известно време от полата на буталото.

Недостатъкът на това решение е, че движението на буталото нарушава нормалния поток на горимата смес, но има две важни предимства: малкият обем на канала само леко увеличава обема на коляновия вал, а горимата смес, преминавайки през буталото, охлажда го идеално. На практика такъв канал може лесно да се създаде по следния начин. В цилиндъра се правят два отвора (байпасен прозорец и вход към канала), на това място се изрязват ребра и се завинтва капак с обработен в него канал (фиг. 9.21.6). Можете също така да опитате да изрежете вертикален жлеб в огледалото на цилиндъра между входа на канала и прозореца, като ширината на жлеба е равна на ширината на канала. В този случай обаче движението надолу на буталото ще предизвика известна турбулентност на горимата смес в канала (фиг. 9.21, c).

Байпасните канали трябва да се стесняват към прозорците в цилиндъра.

Ориз. 9.21. Допълнителен байпасен канал със смес, протичаща през буталото:

а - принцип на действие; b - част от канала преминава през външния капак; c - канал, изрязан в огледалото на цилиндъра

Входът на байпасния канал трябва да има площ с 50% по-голяма от площта на байпасния прозорец. Очевидно е, че промяната на напречното сечение на канала трябва да се извърши по цялата му дължина. Ъглите на прозорците и секциите на канала трябва да бъдат закръглени с радиус 5 mm, за да се увеличи ламинарността на потока.

Всякакви грешки при свързване на части от канали, разположени в различни части на двигателя, са недопустими. Тази забележка се отнася преди всичко до кръстовището на цилиндъра с картера на двигателя, където гарнитурата може да се превърне в източник на допълнителна турбуленция в сместа, и съединенията на всмукателните и изпускателните тръби с цилиндъра. Завихряния в потока на сместа могат да възникнат и на кръстопътя на отлятата цилиндърна обвивка с излята или пресована обшивка (фиг. 9.22). Несъответствията в размерите на тези места със сигурност трябва да бъдат коригирани.

При някои двигатели прозорците на цилиндъра са разделени с ребро. Това се отнася преди всичко за входните и изходящите прозорци. Не се препоръчва да се намалява дебелината на тези ребра и още повече да се премахват при увеличаване на площта на прозореца. Тези ребра предпазват буталните пръстени от захващане в широките прозорци и следователно от счупване. Допустимо е да се придаде обтекаема форма само на ръба на всмукателния прозорец, но само от външната страна на цилиндъра.

Ориз. 9.22. Смущения в потока на заряда, причинени от неправилно

относителната позиция на втулката на цилиндъра и лятия кожух на цилиндъра

Невъзможно е да се даде недвусмислена рецепта за получаване на определени ефекти от модификациите. Като цяло можем да кажем, че увеличаването на отварянето на изпускателния прозорец увеличава мощността на двигателя, като едновременно с това увеличава CV на максимална мощност и максимален въртящ момент, но стеснява обхвата на работния CV. Увеличаването на размера на прозорците и напречните сечения на каналите в цилиндъра има подобен ефект.

Тези тенденции са добре илюстрирани от промените в скоростните характеристики на двигателя (фиг. 9.23) с обем 100 cm (диаметър на цилиндъра 51 mm, ход на буталото 48,5 mm), получени в резултат на промени в размерите и времето на клапана ( Фиг. 9.24). На фиг. 9.24, Апоказани са размерите на прозорците, при които двигателят развива най-голяма мощност (криви N AИ M dна фиг. 9.23). Фазата на изпускане е 160°, фазата на издухване е 122°, фазата на всмукване е 200°. Всмукателният прозорец се отвори на 48° от BDC и се затвори на 68° от GDC. Диаметърът на дифузора на карбуратора е 24 см.

На фиг. 9.24, bпоказани са размерите на прозореца, при които се постига най-големият работен диапазон на честотната вълна (вижте Фиг. 9.23, криви N БИ М в).Фазата на изпускане е 155°, фазата на продухване е 118° и фазата на всмукване е 188°, всмукателният отвор се отваря под ъгъл 48° след BDC и се затваря под ъгъл 56° след TDC. Диаметърът на дифузора на карбуратора е 22 мм.

Трябва да се отбележи, че сравнително малките промени в размера на клапана и времето значително променят работата на двигателя. При двигателя АИма повече мощност, но е почти безполезна под 6000 об/мин. опция INприложим в много по-широк честотен диапазон и това е основното предимство на двигател без скоростна кутия.

Въпреки че разглежданият пример се отнася до двигател от клас, който не се използва в Полша, той добре илюстрира връзката между формата на прозорците и каналите на цилиндъра и неговите работни параметри. Трябва обаче да помним, че дали нашите модификации са довели до желаните резултати, ще разберем едва след като са завършени и двигателят бъде проверен на стенда (или субективно по време на разработката). Подготовката на състезателен двигател е безкраен цикъл от модификации и проверки на резултатите от тази работа, нови модификации и проверки, но други компоненти на двигателя (карбуратор, изпускателна система и т.н.) също имат огромно влияние върху характеристиките на двигателя, оптимални параметри на които могат да се определят само експериментално.

Необходимо е също така да се подчертае огромното значение на геометричната симетрия на всички прозорци и канали в цилиндъра. Дори леко отклонение от симетрията ще има отрицателен ефект върху движението на газовете в цилиндъра. Лека разлика във височината на байпасните прозорци от двете страни на цилиндъра (фиг. 9.25) ще доведе до асиметрично движение на сместа и ще наруши работата на цялата система за продухване. Отличен индикатор, който ви позволява директно да оцените правилната посока на потоците на сместа, идващи от байпасните прозорци, са маркировките на дъното на буталото. След известно време на работа на двигателя част от дъното на буталото се покрива със слой сажди. Същата част от дъното, която се измива от струи прясна горима смес, влизаща в цилиндъра, остава лъскава, сякаш е измита.

Ориз. 9.25. Ефект от разликите във височината на байпасните прозорци

от двете страни на цилиндъра за симетрия на движението на заряда

Бутало и бутални пръстени

Ориз. 9.28. Зависимост на пропускателната способност на входния канал на карбуратора от неговото напречно сечение

Съвременните двигатели използват бутала, направени от материал с нисък коефициент на линейно разширение, така че хлабината между буталото и втулката на цилиндъра може да бъде малка. Ако приемем, че хлабината около обиколката и дължината на полата на буталото в загрят двигател ще бъде еднаква навсякъде, тогава след охлаждане буталото ще се деформира. Следователно, буталото трябва да получи подходящата форма по време на обработката, което се прави на практика. За съжаление тази форма е твърде сложна и може да се получи само на специални машини. От това следва, че формата на буталото не може да бъде променена чрез металообработващи операции и всички видове шлайфане на полата на буталото с файл или острие, които се използват навсякъде след задръстването на буталото, ще доведат до факта, че буталото ще губи правилната си форма. В случай на спешна нужда може да се използва такова бутало, но няма съмнение, че взаимодействието му с огледалото на цилиндъра ще бъде много по-лошо.

Трябва да внимаваме да не използваме шкурка за спешно почистване на полата на буталото. Зърната от абразивен материал се забиват в мекия материал на буталото, след което оголват цялото огледало на цилиндъра. Това ще доведе до необходимостта от пробиване на цилиндъра до следващия ремонтен размер.

Приблизително разпределение на температурата върху буталото е показано на фиг. 9.29. Най-голямото топлинно натоварване възниква отдолу и отгоре, особено от изпускателния прозорец. Температурата на долната част на полата е по-ниска и зависи преди всичко от формата на буталото. Формата на вътрешната повърхност на буталото трябва да бъде такава, че да няма стеснения в напречното сечение на буталото, които възпрепятстват преноса на топлина (фиг. 9.30). Топлината от буталото към цилиндъра се предава през буталните пръстени и контактните точки между полата на буталото и цилиндъра.

За да се намали масата на буталото и по този начин да се намалят силите, които се увеличават значително при високи обороти на двигателя, е възможно да се отстрани част от материала вътре в буталото, но само в долната му част. Обикновено долният ръб на буталото завършва отвътре с яка, която е технологичната основа за обработка на буталото. Тази яка може да се свали, оставяйки дебелината на полата на това място около 1 мм. Дебелината на стената на буталото трябва да се увеличава плавно към дъното. Можете леко да увеличите изрезите в полата на буталото под издатините. Формата и размерите на тези изрези трябва да съответстват на изрезите в долната част на втулката на цилиндъра (фиг. 9.31). За да промените времевия участък, най-лесно е да отрежете долния ръб на буталото от страната на входящия прозорец, въпреки че изборът на размера на разреза е по-труден.

За да се намали термичното натоварване на горния бутален пръстен, се препоръчва да се направи байпасен жлеб с ширина 0,8-1 mm и дълбочина 1-2 mm над него. Понякога подобен жлеб (или дори два) се прави между пръстените. Тези разрези насочват топлинния поток към дъното на буталото, намалявайки температурата на буталните пръстени.

Като цяло нямаме възможност да променяме външния вид и местоположението на пръстените. Можем да контролираме само празнината в ключалката (среза) на пръстена, която не трябва да надвишава 0,5% от диаметъра на цилиндъра. Необходимо е също така внимателно да се определи ъгловото положение на ключалките, така че те никога да не удрят прозорците, когато буталото се движи (фиг. 9.32). При работа върху цилиндъра е необходимо също така да се вземе предвид положението на ключалките на буталните пръстени.

Понякога се използва прост метод за намаляване на еластичността на буталния пръстен чрез скосяване на вътрешните му ръбове. Това осигурява по-добро прилягане на пръстените към огледалото на цилиндъра. Този метод е особено полезен при смяна на пръстени без шлайфане на цилиндъра.

Колянов механизъм

Както вече споменахме, в двигателя 501 -Z3AПрепоръчително е да пренаредите бузите на коляновия вал. След разглобяване с помощта на преса трябва да се извършат следните операции върху вала.

1. Задълбочете гнездата за долната глава на свързващия прът в бузите на вала с дебелината на допълнителните дискове, прикрепени към външната повърхност на бузите (фиг. 9.35, размер д).

2. Изстискайте осите от бузите до допълнителната дебелина
дискове.

3. Намалете дебелината на свързващия прът (фиг. 9.36) на шлифовъчна машина. Ръчната обработка се използва само за довършителни работи.
Дебелината може да се намали дори до 3,5 мм, но при условие, че биелата е полирана. Всяка драскотина върху мотовилката е концентратор на напрежение, от който може да започне развитието на пукнатината. Освен това всички закръгляния трябва да се извършват много внимателно. Когато модифицирате свързващия прът, препоръчително е да направите прорези в горната и долната глава, за да подобрите достъпа до лагерите.

4. Скъсете щифта на манивелата до необходимия размер с(Фиг. 9.36), равна на ширината на вала след пренареждане на бузите, но преди закрепване на допълнителни дискове. Щифтът трябва да бъде скъсен от двете страни, това ще позволи на каналите на лагерните ролки да останат на старото си място.

5. Претеглете горната и долната глави на мотовилката, както е показано на фиг. 9.37.

6. Сглобете коляновия вал. Натискането на коляновия щифт може да се извърши с помощта на преса или голямо менгеме.

Разбира се, след такъв монтаж е трудно да се постигне подравняване на осите на вала. Грешката може да бъде открита чрез нанасяне на стоманена плоча върху една от бузите (фиг. 9.38), която ще изостане зад другата буза. Това може да се коригира чрез удар с чук по една от бузите (фиг. 9.39). По-точно, ще проверим изтичането на вала, когато се върти в лагерите. Върху покрития с тебешир ос на оста гравьорът ще посочи местата, където биенето трябва да се намали (фиг. 9.40). Когато сглобявате вала, трябва да запомните необходимостта от поддържане на празнина между долната глава на свързващия прът и бузите на вала. Тази празнина трябва да бъде най-малко 0,3 mm. Твърде малката хлабина в много случаи води до блокиране на биелния лагер.

7. Балансирайте коляновия вал. Това се прави с помощта на статичен метод. Ще поддържаме вала върху призмите и, като окачим тежест в горната глава на свързващия прът, ще изберем балансирана маса (да не се бърка с теглото на тежестта), така че валът да остане в покой във всеки позиция. Масата на боба представлява частта от масите, участващи в възвратно-постъпателното движение, която трябва да бъде балансирана. Да приемем, че масата на горната част на свързващия прът е 170 g, а масата на буталото с пръстени и буталния щифт е 425 g. Възвратно-постъпателната маса е 595 g. Приемайки коефициент на баланс от 0,66, получаваме, че масата, която трябва да бъде балансиран е равен на 595X0,66 = 392,7 г. Като извадим масата на горната глава на свързващия прът от тази стойност, получаваме масата на тежестта G, окачена на главата.

Състоянието на статично равновесие на коляновия вал се постига чрез пробиване на отвори в бузите на вала от страната, която се затяга.

8. Направете допълнителни дискове от стомана и ги прикрепете към вала с три MB винта с вдлъбнати конусни глави. Преди закрепване на дисковете е препоръчително да смажете равнината на съединението с вала с уплътнител. Заключете винтовете с централен перфоратор.

Добавяме, че допълнителните дискове могат да бъдат прикрепени не към вала, а неподвижно към вътрешните стени на картера. Въпреки това, поради хлабавото прилягане на диска към стената, преносът на топлина може да се влоши. Трябва да се отбележи, че изместването на бузите на коляновия вал не изключва използването на тънка "подкова".

Преди да започнете модификации на цилиндъра, е необходимо да направите инструмент за измерване на времето на клапана, като за целта използвате кръгъл гониометър с 360° скала (фиг. 9.42). Ще инсталираме гониометъра на коляновия вал на двигателя и ще прикрепим телена стрелка към двигателя.

За недвусмислено определяне на времето за отваряне и затваряне на прозорците можете да използвате тънък проводник, вкаран през прозореца в цилиндъра и притиснат с бутало в горния ръб на прозореца. Дебелината на жицата практически няма да повлияе на точността на измерванията, но този метод ще улесни работата. Той е особено полезен при определяне на ъгъла на отваряне на всмукателния прозорец.

За значително улесняване на работата по промяна на времето на клапана и размерите на каналите и прозорците ще помогне вземането на отпечатъци от огледалото на цилиндъра. Този печат може да бъде получен по следния начин:

Поставяме парче картон вътре в цилиндъра и го регулираме така, че да лежи точно по дължината на огледалото на цилиндъра; горният му ръб трябва да съвпада с горната равнина на цилиндъра;

Използвайте тъпия край на молив, за да екструдирате очертанията на всички прозорци;

върху извадения от цилиндъра картон получаваме отпечатък от огледалото на цилиндъра; По линиите на отпечатъците изрязахме показаните прозорци в картона.

Използвайки полученото сканиране на огледалото на цилиндъра, можете да измерите разстоянието от ръбовете на прозорците до горната равнина на цилиндъра и да изчислите съответното газоразпределение на клапана (използвайки формулите, налични във всяка книга за двигатели).

Сега нека да разгледаме как да коригираме новото време на клапана в двигателя, който се финализира. За да направите това, последователно задаваме необходимите ъгли на транспортира, като всеки път измерваме разстоянието от горния ръб на буталото до горната равнина на цилиндъра. Нанасяме измерените разстояния върху предварително направения шаблон.

Сега можем да очертаем новата форма на прозорците и след това да ги изрежем по шаблона. Остава да поставите шаблона в цилиндъра и да увеличите прозорците, така че формата им да съответства на проектираните. Използването на шаблон ще ни спести от необходимостта многократно да проверяваме ъглите, когато увеличаваме прозорците.

Ориз. 9.42. Прост гониометър за измерване на времето на клапаните

Качеството на работа на двигателя с вътрешно горене на автомобила зависи от много фактори, като мощност, ефективност и обем на цилиндъра.

Разпределението на клапаните в двигателя е от голямо значение и ефективността на двигателя с вътрешно горене, неговата реакция на дросела и стабилността при празен ход зависят от това как се припокриват клапаните.
В стандартните прости двигатели синхронизирането на времето не се променя и такива двигатели не са много ефективни. Но напоследък все по-често на автомобили на водещи компании като Honda, Mercedes, Toyota, Audi, двигатели с възможност за промяна на преместването на разпределителните валове, тъй като броят на оборотите в двигателя с вътрешно горене се променя.

Диаграма на разпределението на клапаните на двутактов двигател

Двутактовият двигател се различава от четиритактовия по това, че работният му цикъл протича в един оборот на коляновия вал, докато при 4-тактовия двигател с вътрешно горене той се извършва в два оборота. Времето на вентила в двигателя с вътрешно горене се определя от продължителността на отваряне на клапаните - изпускателни и всмукателни; ъгълът на припокриване на клапаните се посочва в градуси на c/v положение.

При 4-тактовите двигатели цикълът на пълнене на работната смес се извършва 10-20 градуса преди буталото да достигне горна мъртва точка и завършва след 45-65º, а при някои двигатели с вътрешно горене дори по-късно (до сто градуса), след буталото е преминало долната точка. Общата продължителност на всмукване при 4-тактовите двигатели може да продължи 240-300 градуса, което осигурява добро пълнене на цилиндрите с работна смес.

При 2-тактовите двигатели продължителността на всмукване на въздушно-горивната смес продължава приблизително 120-150º при въртене на коляновия вал, а продухването също продължава по-малко, така че пълненето с работна смес и почистването на отработените газове при двутактовите двигатели с вътрешно горене винаги е по-лошо, отколкото при 4-тактови двигатели. Фигурата по-долу показва диаграмата на газоразпределението на двутактов мотоциклетен двигател, двигател K-175.

Двутактовите двигатели се използват рядко в автомобилите, тъй като имат по-ниска ефективност, по-лоша ефективност и лошо пречистване на отработените газове от вредни примеси. Последният фактор е особено важен - поради затягането на екологичните стандарти е важно изгорелите газове на двигателя да съдържат минимално количество CO.

Но все пак двутактовите двигатели с вътрешно горене също имат своите предимства, особено дизеловите модели:

• захранващите блокове са по-компактни и по-леки;
• те са по-евтини;
• Двутактовият двигател ускорява по-бързо.

Много автомобили през 70-те и 80-те години на миналия век бяха оборудвани предимно с карбураторни двигатели със система за запалване „траулер“, но много водещи автомобилни компании още тогава започнаха да оборудват двигатели с електронна система за управление на двигателя, в която всички основни процеси бяха управлявани от един блок (ECU). Сега почти всички съвременни автомобили имат ECM - електронната система се използва не само в бензиновите, но и в дизеловите двигатели с вътрешно горене.

Съвременната електроника съдържа различни сензори, които следят работата на двигателя, като изпращат сигнали към устройството за състоянието на силовия агрегат. Въз основа на всички данни от сензорите, ECU взема решение - колко гориво трябва да се подаде към цилиндрите при определени натоварвания (скорости), какъв момент на запалване трябва да бъде зададен.

Сензорът за синхронизация на клапаните има друго име - сензор за положение на разпределителния вал (CPS), той определя позицията на зъбния ремък спрямо коляновия вал. Неговите показания определят пропорцията, в която горивото ще се подава към цилиндрите, в зависимост от броя на оборотите и момента на запалване. Ако DPRV не работи, това означава, че фазите на зъбния ремък не се контролират и ECU не „знае“ в каква последователност е необходимо да се подава гориво към цилиндрите. В резултат на това разходът на гориво се увеличава, тъй като бензин (дизел) се подава към всички цилиндри едновременно, двигателят работи непоследователно, а при някои модели автомобили двигателят с вътрешно горене изобщо не стартира.

Регулатор на времето на клапаните

В началото на 90-те години на 20 век започват да се произвеждат първите двигатели с автоматична смяна на времето, но тук вече не сензорът контролира позицията на коляновия вал, а самите фази се изместват директно. Принципът на работа на такава система е следният:

• разпределителният вал е свързан към хидравличен съединител;
• разпределителният вал също е свързан към този съединител;
• при празен ход и ниски скорости гърбичното зъбно колело с разпределителния вал е фиксирано в стандартно положение, както е монтирано според маркировките;
• когато скоростта се увеличава под въздействието на хидравликата, съединителят завърта разпределителния вал спрямо зъбното колело (разпределителния вал), а фазите на синхронизиране се изместват - гърбиците на разпределителния вал отварят клапаните по-рано.

Едно от първите подобни разработки (VANOS) беше използвано при двигатели BMW M50; първите двигатели с променливо газоразпределение се появиха през 1992 г. Трябва да се отбележи, че първоначално VANOS е инсталиран само на всмукателния разпределителен вал (двигателите M50 имат система за синхронизация с два вала), а от 1996 г. започва да се използва системата Double VANOS, с помощта на която позицията на изпускателната и всмукателните разпределителни валове вече бяха регулирани.

Какво предимство осигурява регулаторът на времето? На празен ход практически не се изисква припокриване на времето на клапана и в този случай дори вреди на двигателя, тъй като при изместване на разпределителните валове отработените газове могат да навлязат във всмукателния колектор и част от горивото ще влезе в изпускателната система, без да бъде напълно изгорено. Но когато двигателят работи на максимална мощност, фазите трябва да са възможно най-широки и колкото по-високи са оборотите, толкова повече припокриване на клапаните е необходимо. Съединителят за синхронизация дава възможност за ефективно пълнене на цилиндрите с работна смес, което означава повишаване на ефективността на двигателя и увеличаване на неговата мощност. В същото време на празен ход валовете със съединителя са в първоначалното си състояние и се получава пълно изгаряне на сместа. Оказва се, че фазовият регулатор увеличава динамиката и мощността на двигателя с вътрешно горене, докато разходът на гориво е доста икономичен.

Системата за променливо газоразпределение (VPV) осигурява по-нисък разход на гориво, намалява нивото на CO в отработените газове и позволява по-ефективно използване на мощността на двигателя с вътрешно горене. Различни световни производители на автомобили са разработили свои собствени SIFG, които прилагат не само промени в позицията на разпределителните валове, но и нивото на повдигане на клапаните в главата на цилиндъра. Например, Nissan използва система CVTCS, която се управлява от вентил с променлива синхронизация на клапаните (електромагнитен клапан). На празен ход този клапан е отворен и не създава налягане, така че разпределителните валове са в първоначалното си състояние. Отварящият клапан повишава налягането в системата и колкото по-високо е, толкова по-голям е ъгълът на движение на разпределителните валове.

Трябва да се отбележи, че SIFG се използват главно при двигатели с два разпределителни вала, където в цилиндрите са монтирани 4 клапана - 2 всмукателни и 2 изпускателни.

Инструменти за настройка на времето на клапаните

За да може двигателят да работи без прекъсване, е важно да настроите правилно синхронизирането и да монтирате разпределителните валове в желаното положение спрямо коляновия вал. На всички двигатели валовете са подравнени според маркировките и много зависи от точността на монтажа. Ако валовете не са подравнени правилно, възникват различни проблеми:

• двигателят е нестабилен на празен ход;
• Двигателят с вътрешно горене не развива мощност;
• Има изстрели в ауспуха и пукащи звуци във всмукателния колектор.

Ако следите са грешни с няколко зъба, е възможно клапаните да се огънат и двигателят да не стартира.

При някои модели силови агрегати са разработени специални устройства за настройка на времето на клапана. По-специално, за двигатели от семейството ZMZ-406/406/409 има специален шаблон, с който се измерват ъглите на положението на разпределителния вал. Шаблонът може да се използва за проверка на съществуващите ъгли и ако те са неправилни, валовете трябва да се монтират отново. Устройството за двигатели 406 е комплект, състоящ се от три елемента:

• два транспортира (за десния и левия вал те са различни);
• транспортир

Когато коляновият вал е настроен на TDC на 1-ви цилиндър, гърбиците на разпределителния вал трябва да стърчат над горната равнина на главата на цилиндъра под ъгъл от 19-20º с грешка от ± 2,4 °, а всмукателният гърбица трябва да е малко по-висок от изпускателна камера на разпределителния вал.

Има и специални устройства за монтиране на разпределителни валове на двигатели BMW от моделите M56/ M54/ M52. Комплектът за инсталиране на времето на клапана на двигателя с вътрешно горене на BVM включва:

Неизправности на системата за променливо синхронизиране на клапаните

Времето на клапана може да се променя по различни начини, като напоследък най-често срещаният е завъртането на r/валовете, въпреки че често се използва методът за промяна на степента на повдигане на клапана и използването на разпределителни валове с гърбици с модифициран профил. От време на време възникват различни неизправности в газоразпределителния механизъм, поради което двигателят започва да работи с прекъсвания, става „глупав“, а в някои случаи изобщо не стартира. Причините за проблемите могат да бъдат различни:

• електромагнитният клапан е повреден;
• съединителят за смяна на фазите е запушен с мръсотия;
• веригата за синхронизация се разтегна;
• Обтегачът на веригата е дефектен.

Често, когато възникнат неизправности в тази система:

• Скоростта на празен ход намалява, в някои случаи двигателят с вътрешно горене спира;
• разходът на гориво се увеличава значително;
• двигателят не развива скорост, колата понякога дори не ускорява до 100 км/ч;
• двигателят не стартира добре, трябва да го завъртите със стартера няколко пъти;
• чува се цвърчене, идващо от съединителя SIFG.

По всички признаци основната причина за проблеми с двигателя е повредата на клапана SIFG, обикновено с компютърна диагностика, разкриваща грешка в това устройство. Трябва да се отбележи, че диагностичната лампа Check Engine не винаги свети, така че е трудно да се разбере, че възникват повреди в електрониката.

Често проблемите с времето възникват поради хидравлично запушване - лошото масло с абразивни частици запушва каналите в съединителя и механизмът задръства в една от позициите. Ако съединителят се "клини" в първоначалното положение, двигателят с вътрешно горене тихо работи на празен ход, но изобщо не развива скорост. В случай, че механизмът остане в положение на максимално припокриване на клапана, двигателят може да не стартира добре.

За съжаление, SIFG не е инсталиран на двигатели, произведени в Русия, но много автомобилисти настройват двигатели с вътрешно горене, опитвайки се да подобрят работата на силовия агрегат. Класическата версия на модернизацията на двигателя е инсталирането на "спортен" разпределителен вал, при който гърбиците се изместват, профилът им се променя.

Този r/вал има своите предимства:

• двигателят става отзивчив и ясно реагира на натискане на педала за газ;
• динамичните характеристики на колата са подобрени, колата буквално повръща изпод себе си.

Но тази настройка има и своите недостатъци:

• скоростта на празен ход става нестабилна, трябва да я настроите в рамките на 1100-1200 об / мин;
• разходът на гориво се увеличава;
• Регулирането на клапаните е доста трудно, двигателят с вътрешно горене изисква внимателна настройка.

Доста често подлежат на настройка двигатели VAZ от модели 21213, 21214, 2106. Проблемът с двигателите VAZ с верижно задвижване е появата на „дизелов“ шум и често това се дължи на неуспешен обтегач. Модернизацията на двигателя с вътрешно горене VAZ се състои в инсталиране на автоматичен обтегач вместо стандартния фабричен.

Често на модели двигатели VAZ-2101-07 и 21213-21214 се монтира едноредова верига: с нея двигателят работи по-тихо и веригата се износва по-малко - нейният експлоатационен живот е средно 150 хиляди км.

В повечето конструкции на двутактови двигатели няма клапанен механизъм и разпределението на газа се извършва от работното бутало през изпускателните, всмукателните и продухващите отвори. Липсата на клапанно задвижване опростява конструкцията на двигателя и улеснява работата му. Съществен недостатък на безклапанното газоразпределение е недостатъчното почистване на цилиндрите от продуктите на горенето по време на процеса на продухване.

Системите за продухване са разделени на два основни типа: контурни и с директен поток. Продухване, изпускателни прозорци с контурна система за продухване са разположени в долната част на цилиндъра. Продухващият въздух се движи нагоре по контура на цилиндъра, след това се завърта на 180° при капака и се насочва надолу, като измества продуктите от горенето и пълни цилиндъра. При системите за продухване с директен поток продухващият въздух се движи от прозорците за продухване към изпускателните органи само в една посока - по оста на цилиндъра. Местоположението на продухващите и изходните отвори, техният наклон спрямо оста на цилиндъра са много важни за всички продухващи системи.

На фиг. 160,по дяволите показани са различни схеми на прочистване. Напречните продувки с шлици (схеми a и b) са най-прости и се използват в различни двигатели. В схематаb използвани в дизелови двигатели с висока мощност, прозорците за продухване имат ексцентрично разположение в хоризонталната равнина и са наклонени към вертикалната равнина. Това разположение на прозорците подобрява вентилацията. Коефициент на остатъчен газ 0,1-0,15. Продухването с контур (схема c) с радиално разположение на прозорците за продухване се характеризира с факта, че продухващият въздух първо навлиза в дъното на буталото и след това, описвайки контур по контура, измества продуктите от горенето в изхода прозорци, които са разположени над продухващите прозорци и имат наклон от 10 15° надолу спрямо оста на цилиндъра. Коефициентът на остатъчни газове е 0,08-0,12. Продухванията на веригата се използват в нискооборотни и среднооборотни двигатели.

Системите за издухване с директен поток могат да бъдат с шлицови клапани (диаграма d) и шлицови с директен поток (диаграма e).

При продухване с вентил с директен поток тангенциално насочените прозорци са разположени в долната част на цилиндъра по протежение на обиколката. През изпускателните клапани (от един до четири) се освобождава. Изпускателните клапани се задвижват от разпределителния вал, което ви позволява да зададете най-благоприятното време на клапана, както и, ако е необходимо, да осигурите допълнително зареждане чрез затваряне на отворите за почистване по-късно. Продухващият въздух, движещ се спираловидно, осигурява добро изместване на продуктите от горенето и се смесва добре с пулверизираното гориво. Този тип продухване се използва в мощни нискооборотни дизелови двигатели на завода в Брянск, Burmeister и Wein, както и във високоскоростни дизелови двигатели. Прочистването на вентила с директен поток е едно от най-ефективните, коефициентът на остатъчен газ е 0,04-0,06.

Продухване с прав прорез (фиг. 160,д ) се използват в двигатели с срещуположно движещи се бутала. Прозорците за продухване и изпускане са разположени по цялата обиколка на цилиндъра: изпускателните прозорци са отгоре, а продухващите прозорци са отдолу. Продухващите прозорци са разположени тангенциално. Този тип прочистване в момента е най-ефективният. Качеството на почистване на цилиндрите не е по-ниско от почистването при четиритактовите двигатели. Коефициент на остатъчен газ 0,02-0,06. Продухването с директен поток се използва в двигатели Doskford, двигатели 10D100 и др.