Двухтактныя дызелі: прынцып дзеяння, прылада, плюсы і мінусы

Сучасны дызельны рухавік - гэта эфектыўнае прылада з высокім ККД. Калі раней дызеля ставіліся на сельскагаспадарчую тэхніку (трактары, камбайны і т. П.), То ў цяперашні час імі абсталёўваюцца звычайныя гарадскія аўтамабілі. Вядома, у кагосьці дызель асацыюецца з чорным дымам з выхлапной трубы. Некаторы час так і было, але цяпер сістэма выпуску адпрацаваўшых газаў мадэрнізавалася, і такога непрыемнага наступствы практычна няма. Давайце разгледзім двухтактныя дызелі і іх асаблівасці.

Трохі агульнай інфармацыі

Ключавой асаблівасцю дызельнага рухавіка з'яўляецца яго павышаны ККД. Абумоўлена гэта ў большай ступені палівам, якое на 15% больш эфектыўна. Калі зірнуць на паліва на малекулярным узроўні, то тут мы ўбачым доўгую ланцужок вугляродаў. Дзякуючы гэтаму на выхадзе ККД дызельнага паліва некалькі вышэй, чым бензіну.

Прынцып дзеяння класічнага дызельнага матора заключаецца ў пераўтварэнні зваротна-паступальных рухаў крывашыпна-шатунного механізму (КШМ) у механічную працу. Ключавое адрозненне ад ДВС які працуе на бензіне заключаецца ў спосабе прыгатавання і ўзгарання паліўна-паветранай сумесі.

У дызелі адукацыю сумесі адбываецца непасрэдна ў камеры згарання. Адпаведна пры максімальным ціску адбываецца ўзгаранне сумесі. Добра гэта ці дрэнна, мы разбярэмся некалькі пазней, а цяпер разгледзім самае цікавае.

Двухтактный дызельны рухавік

Падобны тып матора ў цяперашні час мае невялікае распаўсюджванне, як і ротарна-поршневых рухавік. Складаецца з газавай турбіны, якая неабходна для пераўтварэння цеплавой энергіі ў механічную і нагнетателя. Прынцып дзеяння апошняга заключаецца ў павышэнні магутнасці за кошт павелічэння ціску. Як следства - зніжаецца выдатак паліва.

Цыліндры ў рухавіку размяшчаюцца насупраць адзін аднаго ў гарызантальным становішчы. Уласна, чаму двухтактныя рухавікі носяць такую назву? Абумоўлена гэта тым, што цыліндры працуюць усяго ў адзін абарот каленчатага вала. Гэта значыць, атрымліваецца два такту.

Працоўны цыкл двухтактнага дызеля выглядае наступным чынам. Калі поршань апускаецца ў сваю ніжнюю кропку, то цыліндр напаўняецца паветрам. У пэўны момант часу адкрываецца выпускны клапан і праз яго выходзяць газы. У гэты ж час праз ніжнія вокны ў цыліндры паступае паветра.

Прынцып дзеяння двухтактнага дызеля

Адметна тое, што ў падобных ДВС выкарыстоўваецца два віды прадзьмуху: аконная і затамкава-Шчылінная. Калі вокны цыліндраў выкарыстоўваюцца для ўпускаючы і выпуску - то гэта аконная сістэма. Калі выпуск наладжаны праз адмысловы клапан у цыліндры, а ўпуск праз вокны, значыць сістэма затамкава-Шчылінная. Такі спосаб прадзьмуху і ачысткі найбольш аптымальны. Звязана гэта з тым, што не ўвесь паветра застаецца ў цыліндры. Некаторая яго частка выходзіць за межы матора. Так званая прямоточная сістэма ачысткі забяспечвае аптымальнае выдаленне прадуктаў згарання з цыліндраў.

Двухтактный дызельны рухавік можа працаваць даволі працяглы час. Гэта абумоўлена меншай колькасцю механічных дзеянняў ўнутры цыліндру. Так поршань пачынае свой рух з ніжняй мёртвай кропкі. У гэты час зачыняецца впускной клапан і вокны. Такім чынам, пачынаецца працэс сціску. Фарсунка размяшчаецца ў верхняй мёртвай кропцы. Паліва запальваецца ад гарачага паветра. Пры руху поршня ўніз прадукт гарэння пашыраецца.

Затамкава-Шчылінная продувка

Істотнага павышэння ККД матора можна дабіцца толькі калі паветра праходзіць уздоўж восі цыліндру. Калі на першых двухтактных маторах ўжывалася кальцавая продувка, якая не давала належнага выніку, то ў далейшым выкарыстоўвалася толькі затамкава-Шчылінная. Дзякуючы такой сістэме ўдалося звесці да мінімуму аб'ём ня прадуваных абласцей у цыліндры. Сістэма дазволіла крыху раней зачыняць выпускны клапан. Такі падыход істотна скараціў страты свежага зарада і палепшыў наддув. Сёння затамкава-Шчылінная продувка выкарыстоўваецца на судах і ваеннай тэхніцы.

Перавагі двухтактного матора

Першы падобны рухавік быў прадстаўлены свеце тады ж, калі і класічны дызельны 4-тактный ДВС. Адносна нядаўна з'явіліся 2-тактные бензінавыя рухавікі. Ключавая асаблівасць - невялікая маса. Тут можна казаць аб зніжэнні вагі на 40-50% ад класічнага дызеля з турбінай. Даволі важная характарыстыка для сучаснага аўтамабіля, калі распрацоўшчыкі спрабуюць як мага больш знізіць масу аўто.

Яшчэ адна перавага заключаецца ў тым, што прылада двухтактнага дызеля некалькі прасцей свайго субрата. Меншая колькасць запчастак робяць абслугоўванне некалькі прасцей і танней. Хоць з апошнім можна і паспрачацца бо далёка не ўсе сутыкаліся з такім тыпам матораў. Такі сілавы агрэгат можна рэканструяваць і рамантаваць з мінімальнай колькасцю інструмента. Па сутнасці, гэта спрошчаны варыянт рухавіка ўнутранага згарання. Акрамя таго, наяўнасць нагнетателя дазваляе істотна эканоміць паліва. Прыкладна 40-50% дызпаліва захоўваецца дзякуючы двухтактнай канструкцыі. Вядома, усё маторы маюць свае плюсы і мінусы. У некаторых выпадках больш важныя недахопы, бо менавіта яны абмяжоўваюць паўсюднае ўжыванне.

Аб слабых баках

Зноў жа, калі пералічваць усе недахопы спісам, то на памяць прыйдзе ротарны ДВС. Справа ў тым, што тут варта вылучыць наступныя мінусы:

• высокі кошт абслугоўвання;
• адсутнасць запасных частак;
• вялікая цана на рухавік.

Першы пункт абумоўлены адсутнасцю майстэрняў, дзе гатовыя ўзяцца за рамонт двухтактнага дызеля. Гэта цалкам натуральна і лагічна бо не так шмат вытворцаў выпускаюць серыйна падобныя маторы, яшчэ меншая колькасць ўстанаўлівае іх на аўтамабілі. На звычайнай станцыі тэхабслугоўвання такой сілавы агрэгат калі і зробяць, то абыдзецца дорага.

Але звычайна ўзнікае адразу трэці мінус - няма неабходных запчастак. Дакладней, яны ёсць, але толькі пад заказ. Чакаць іх можна як месяц, так і больш. Калі ў буйных гарадах і будзе магчымасць адрамантаваць такі ДВС і знайсці запчасткі, то ў глыбінцы гэта зрабіць наўрад ці атрымаецца. Вось такія плюсы і мінусы мае дадзены дызель. Ну а цяпер разгледзім яшчэ некалькі важных дэталяў.

Трохі аб сістэме змазкі

Як мы ўжо разабраліся, гэты дызель мае свае моцныя і слабыя бакі. Вельмі важнай дэталлю з'яўляецца сістэма змазкі. Яна адказвае за эфектыўную працу труцца дэталяў і іх астуджэнне, адмыванне ад нагару. Усім ужо даўно вядома, што для гэтых мэт выкарыстоўваецца маторны алей, рэкамендаванае вытворцам. У нашым выпадку ўсё сапраўды гэтак жа.

Некалькі слоў хацелася б сказаць аб расходзе змазвальнай вадкасці. Тут эканоміі чакаць не варта. Абумоўлена гэта даданнем змазкі непасрэдна ў паліва для забеспячэння нармальнай працы труцца дэталяў. Цалкам лагічна, што расходавацца яно будзе вельмі хутка, і яго трэба будзе рэгулярна дадаваць. Больш за тое, невялікае масляністая галаданне можа вывесці з ладу двухтактныя дызелі вельмі хутка. Прынамсі, на парадак раней звычайнага бензінавага ДВС. Таму сістэма змазкі, хутчэй, слабая, чым моцная бок і пра гэта не трэба забываць.

аб экалагічнасці

У апошнія гады інжынеры пастаянна імкнуцца знізіць колькасць шкодных рэчываў, выкіданых выхлапной сістэмай у атмасферу. Пытанне экалогіі варта досыць востра. Калі ў еўрапейскіх краінах ужо даўно ўведзены экалагічныя нормы, то ў Расеі ўсё нашмат горш. Што ж тычыцца дызеляў у цэлым, то і яны ўжо даволі даўно выкарыстоўваюць спецыяльныя сажевый фільтра і малозольные алею, якія істотна памяншаюць шкодныя выкіды ў атмасферу.

У нашым жа выпадку было сказана пра тое, што алей згарае ў камеры. Гэта ўжо вялікі мінус з пункту гледжання экалогіі. Акрамя таго, частка паліўна-паветранай сумесі не запальваецца і вырываецца вонкі. Усё гэта разам з выпускны сістэмай наносіць сур'ёзную шкоду атмасферы. Таму двухтактныя дызелі найбольш мэтазгодна ўжываць у ваеннай тэхніцы і авіяцыі.

авіяцыйны дызель

Шырокае распаўсюджванне дадзеныя тыпы матораў атрымалі ў лётнай тэхніцы. Больш за ўсё выкарыстоўваюць на лёгкіх самалётах. Высокая магутнасць пры невялікіх габарытах - сталі вызначальнымі фактарамі пры выбары сілавых агрэгатаў для самалётаў. Акрамя таго, наяўнасць наддува і адсутнасць запальвання згулялі толькі ў лепшы бок. Праца ДВС спыняецца з падачай паліўна-паветранай сумесі.

Варта адзначыць, што двухтактный суднавы дызель не баіцца перападу тэмператур. Больш за тое, часцяком вялікі мароз з'яўляецца дадатковым астуджэннем ДВС, што вельмі добра. Усё гэта, разам з выкарыстаннем адносна недарагога гаручага, робіць гэты дызель вельмі папулярным. Праўда распаўсюджванне абмяжоўваецца складанасцю ўстаноўкі і абслугоўвання кампрэсара. Акрамя таго, у паліва трэба дадаваць змазку, а гэта таксама абыходзіцца не танна. У цэлым жа для авіяцыі гэта выдатны варыянт, што абумоўлена вышэйпералічанымі фактарамі.

Падвышаная цеплавая нагрузка

Мы разгледзелі ключавыя асаблівасці дадзенага матора. Да прыкладу, цяпер вы ведаеце якая вага рухавіка і ў чым заключаюцца яго моцныя і слабыя бакі. Але хацелася б разгледзець яшчэ некалькі канструктыўных асаблівасцяў сілавога агрэгата. У прыватнасці, гаворка пойдзе аб сістэме астуджэння. Справа ў тым, што двухтактный дызель з'яўляецца больш теплонагруженный, чым 4-тактный. Абумоўлена гэта падвышанай частатой працы поршня. Атрымліваецца, што істотна павялічваецца тэмпература ў камеры. Для яе зніжэння неабходна эфектыўнае астуджэнне. Калі гаворка аб авіяцыі, то тут усё зразумела. Высокія хуткасці і патокі сустрэчнага паветра робяць сваю справу. Гэта ж тычыцца і эксплуатацыі ў вялікія маразы, калі нізкая тэмпература навакольнага асяроддзя з'яўляецца толькі плюсам.

У астатніх жа выпадках неабходна вадкасныя астуджэнне. Звычайна гэта класічная сістэма. Адзінае на што варта звярнуць увагу, дык гэта на спраўнасць усіх сістэм. Перагрэў, нават кароткачасовы, можа прывесці да закліноўвання або іншым праблемах. У любым выпадку магчымасць такога зыходу неабходна выключыць.

рэсурс дызеля

Асобнай увагі заслугоўвае планавы рэсурс дадзенага матора. Справа ў тым, што сам па сабе дызель менш жыццяздольны, чым бензінавы сілавы агрэгат. Абумоўлена гэта выкарыстаннем своеасаблівага паліва. Яно пакідае нагар у камеры згарання і фарсунках. Усё гэта істотна скарачае тэрмін службы. Што ж тычыцца двухтактных ДВС на дызелі, то тут многае залежыць ад умоў эксплуатацыі і своечасовага абслугоўвання. Калі алей змяняецца своечасова, а матор не пераграваецца, то можа працаваць 200 000 кіламетраў. Для бронетэхнікі рэсурс значна менш і складае каля 100 000 кіламетраў.

важныя дэталі

Сучасны двухтактный дызель характарызуецца прасунутай паліўнай сістэмай. Працуе матор ціха і плаўна. Але так было не заўсёды. Механічны ТНВД меў свае асаблівасці. У прыватнасці, на кожную фарсунку ішла асобная магістраль. Такі падыход хоць і меў слабыя бакі, але славіўся сваёй надзейнасцю і высокай рамонтапрыдатнасць. Пазней ТНВД ўдасканальваліся і станавіліся значна складаней. З'явілася сістэма "Коммон Рэйл". У паліўнай рампы такога плану падтрымлівалася ціск парадку за 2 тысячы кілаграм на сантыметр у квадраце. Фарсункі сталі больш адчувальныя да якасці паліва. Дрэннае гаручае прыводзіла да іх хуткаму выхаду з ладу.

Падвядзем вынікі

У агульным і цэлым, двухтактныя дызелі будуць развівацца і ўдасканальвацца. Роўна, як і ротарна-поршневыя ДВС, яны лічацца недапрацаванымі. Аднак у хуткім будучыні яны зоймуць сваю нішу ў аўтамабілебудаванні. Ужо сёння яны выкарыстоўваюцца ў авіяцыі і на буйных прамысловых і ваенных судах. Гэта надзейны і адносна непатрабавальны матор, які пры належным абслугоўванні будзе працаваць спраўна. У гэты ж час ён не пазбаўлены і праблем. Да прыкладу, востра стаіць пытанне астуджэння і змазкі. Яшчэ больш важным з'яўляецца пытанне экалогіі. Неабходная складаная сістэма фільтрацыі для дасягнення экалагічных нормаў. Па гэтай простай прычыне масавае вытворчасць, выкарыстанне такіх матораў на ўсіх тыпах аўто цяжка і пакуль не ўяўляецца магчымым. Але паляпшэнне сістэмы ачысткі адпрацаваўшых газаў здольна вырашыць гэтую праблему і прывядзе да таго, што двухтактныя маторы будуць шырока распаўсюджаныя.