Рабочий процесс двухтактного двигателя

Полный цикл работы двухтактного двигателя совершается за два хода поршня или за один оборот коленчатого вала, при этом процессы газообмена в цилиндре совмещены со сжатием горючей смеси и рабочим ходом поршня, т. е. впуск горючей смеси (воздуха) и выпуск отработавших газов происходят без самостоятельных ходов поршня с помощью продувки цилиндра. Продувка цилиндра предусматривает использование потока поступающей свежей смеси (воздуха) для вытеснения из него продуктов сгорания. Эффективность работы двухтактных двигателей во многом зависит от качества продувки цилиндра, т. е. степени очистки цилиндра от отработавших газов. Существуют несколько систем продувок: контурная, прямоточная и др. Контурная продувка применяется в двухтактных карбюраторных двигателях, которые обладают низкой экономичностью ввиду того, что в процессе продувки часть горючей смеси уносится вместе с отработавшими газами. Этот недостаток является причиной того, что указанный тип двигателей применяется только в качестве пусковых.

В двухтактных дизелях применяется прямоточная продувка, причем свежий заряд воздуха поступает в цилиндр принудительно, предварительно сжатый до давления 0,12—0,15 МПа в специальном продувочном насосе (нагнетателе) или компрессоре. Они более экономичны, так как в них продувка производится воздухом, и потери топлива при этом отсутствуют. Рабочий процесс двухтактного дизеля с прямоточной продувкой от нагнетателя показан на рис. 7.

Первый такт — продувка и сжатие. Поршень движется от н.м.т к в.м.т. В начальный период такта продувочные отверстия (окна) открыты, и через них воздух под давлением поступает в цилиндр из воздушной камеры. В камеру воздух подается нагнетателем. В это время выпускной клапан открыт, и воздух движется от продувочных отверстий вдоль оси цилиндра, вытесняя отработавшие газы, оставшиеся от предыдущего рабочего цикла. Продувка заканчивается, когда движущийся поршень перекрывает продувочные отверстия и выпускной кла-пан закрывается. Поршень, продолжая двигаться к в.м.т., сжимает находящийся в цилиндре воздух. В конце сжатия давление воздуха достигает 4,5 МПа, а температура — 500—600° С. При подходе поршня к в.м.т. через насос-форсунку 4 впрыскивается распыленное топливо, которое при соприкосновении со сжатым воздухом воспламеняется и сгорает. В результате сгорания рабочей смеси температура в цилиндре повышается до 1800 °С, а давление увеличивается до 7—8 МПа.

Недостатки двухтактных двигателей, приводящие к ограниченному их применению на автомобилях и тракторах: повышенный (до 30%) расход топлива и сниженный к.п.д. двигателя; высокая частота рабочих ходов, приводящая к повышенному нагреву деталей кривошипно-шатунного механизма и ускорению их износа; плохая очистка цилиндра от отработавших газов, уменьшающая его наполнение горючей смесью, что снижает мощность двигателя; необходимость добавления в бензин масла (до 4%) для смазки трущихся частей двигателя, что приводит к интенсивному образованию нагара на днище поршня и стенках камеры сгорания.