Мотоциклы
Шрифт:
При правильно подобранном моменте зажигания и наивыгоднейшем соотношении горючего и воздуха в рабочей смеси максимальное давление в цилиндре двигателя наступит, когда коленчатый вал повернется на 15–20° после верхней мертвой точки. При полном открытии дроссельного золотника максимальное давление достигнет 30–35 кг/см2, температура газов в этот момент повысится до 2000–2200 °C.
При дальнейшем перемещении поршня вниз происходит догорание рабочей смеси и расширение газов.
К моменту открытия выпускного окна давление в цилиндре уменьшается До 3–5 кг/см2 и температура газов —
После открытия выпускного окна давление в цилиндре резко падает. Через 5—15° поворота коленчатого вала после открытия продувочного окна оно равно примерно 1,2–1,25 кг/см2, т. е. из цилиндра к этому моменту выйдет почти 70 % всего объема отработавших газов. При перемещении от верхней мертвой точки к нижней поршень снова сжимает в кривошипной камере поступившую туда из карбюратора горючую смесь. С момента открытия продувочного окна начинается выталкивание поступающей из кривошипной камеры горючей смеси и находящихся еще в цилиндре отработавших газов. При этом происходит частичное перемешивание горючей смеси с остаточными газами, а также выбрасывание части рабочей смеси вместе с отработавшими газами в выпускную трубу. Это вызывает уменьшение наполнения цилиндров горючей смесью и увеличение расхода горючего.
При положении поршня в нижней мертвой точке давление в цилиндре двигателя падает до 1 кг/см2.
На рис. 15 показано изменение давления в цилиндре двигателя во время тактов сжатия и расширения.
Рис. 15. Среднее индикаторное давление двухтактного двигателя: а — начало сжатия; с" — конец сжатия; Z — конец видимого горения; е — начало выпуска.
Как и в четырехтактном двигателе, полезная работа, развиваемая за один рабочий цикл, в двухтактном двигателе равна разности работ — работы, получаемой при расширении, и работы, затрачиваемой на сжатие. Полезная работа двигателя на рис. 15 показана в виде площади, ограничиваемой кривой ac"Zea.
Для удобства определения индикаторной мощности построим прямоугольник, площадь которого равна площади, ограничиваемой кривой ac"Zca, а длина соответствует расстоянию, проходимому поршнем от одной мертвой точки до другой. В этом случае высота прямоугольника будет равна средней высоте индикаторной диаграммы, которая в масштабе, отложенном на вертикали, соответствует среднему индикаторному давлению.
Индикаторная мощность для двухтактного двигателя определяется так же, как и для четырехтактного, с той лишь разницей, что число циклов для двухтактного двигателя будет равно числу оборотов коленчатого вала двигателя.
В отличие от четырехтактных двигателей, степень сжатия двухтактного двигателя имеет два значения: номинальная степень сжатия и действительная степень сжатия.
Номинальной степенью сжатия называется отношение суммы объема камеры сжатия и рабочего объема цилиндра к объему камеры сжатия. Под рабочим объемом цилиндра подразумевается объем, описываемый поршнем при его перемещении от одной мертвой точки до другой.
Действительной степенью сжатия называется отношение объема камеры сжатия и полезного объема цилиндра в момент закрытия органов газораспределения к объему камеры сжатия.
Полезным объемом цилиндра называется объем, описываемый поршнем при его перемещении от верхнего края выпускного окна до верхней мертвой точки.
6. Требования, предъявляемые к мотоциклетным двигателям
Мотоциклетные двигатели работают в различных атмосферных дорожных условиях при переменной нагрузке и переменном
К современным мотоциклетным двигателям предъявляется ряд требований по следующим основным показателям, оказывающим существенное влияние на ходовые качества мотоцикла: надежность работы и долговечность, экономичность работы на стандартном для данного двигателя горючем, приемистость, уравновешенность, равномерность хода, достаточная литровая мощность, небольшой удельный вес, малые габариты, простота ухода за двигателем и его ремонта.
Надежность работы и долговечность двигателя зависят от качества применяемого для его изготовления материала, точности обработки и подгонки деталей, а также от качества применяемых горючего и масла. Большое влияние на надежность работы и долговечность двигателя оказывает поддержание нормального теплового режима работы двигателя в процессе эксплуатации.
Экономичность работы двигателя обеспечивается небольшими потерями (на трение внутри двигателя, на заполнение цилиндров горючей смесью и на выпуск отработавших газов из цилиндра), наиболее выгодным соотношением горючего и воздуха в горючей смеси для каждого режима работы двигателя, а также наиболее полным сгоранием горючего внутри цилиндра двигателя.
Приемистость двигателя — способность двигателя быстро увеличивать обороты и мощность при резком открытии дроссельного золотника карбюратора. Приемистость двигателя зависит от качества работы карбюратора и системы распределения, обеспечивающих быстрое изменение нагрузки двигателя. Чем больше приемистость двигателя, тем при прочих равных условиях выше способность мотоцикла набирать скорость, а следовательно, обеспечивать высокую среднюю скорость движения.
Уравновешенным является такой двигатель, у которого силы, действующие на раму мотоцикла, при установившемся режиме его работы постоянны по величине и направлению. Это значит, что двигатель, а с ним и рама мотоцикла, не колеблются в вертикальном и горизонтальном направлениях вследствие изменения величины и направления действия сил, возникающих в работающем двигателе. Чем уравновешеннее двигатель, тем меньше колебаний в раме, руле и других агрегатах и механизмах мотоцикла, влияющих непосредственно на плавность движения и утомляемость водителя.
Равномерность хода двигателя — способность двигателя незначительно изменять скорость вращения коленчатого вала в период между следующими один за другим рабочими ходами. Равномерность хода зависит от числа цилиндров, массы маховика, числа оборотов коленчатого вала и равномерности чередования вспышек в цилиндрах двигателя. Маховик, накапливающий живую силу в момент рабочего хода, отдает ее затем на поддержание скорости вращения коленчатого вала. Живая сила маховика затрачивается на преодоление трения в двигателе, на выпуск отработавших газов, впуск горючей смеси и на сжатие ее. Вследствие этого скорость вращения коленчатого вала двигателя уменьшается к началу следующего рабочего хода. Если маховик обладает достаточной массой и чередование вспышек происходит через равномерные и небольшие отрезки времени, то скорость вращения коленчатого вала двигателя между следующими один за другим рабочими ходами будет уменьшаться незначительно. Чем выше равномерность вращения коленчатого вала двигателя, тем плавнее ход мотоцикла.
Литровой мощностью двигателя называется мощность, приходящаяся на один литр рабочего объема двигателя. Большая литровая мощность может быть получена при условии, если двигатель обладает хорошим наполнением цилиндров горючей смесью при высоких оборотах коленчатого вала и наиболее полным сгоранием ее внутри цилиндров. Повышению литровой мощности способствует также наличие высокой степени сжатия.
Мотоциклетные двигатели должны обладать большой литровой мощностью, так как в этом случае для получения необходимой мощности на мотоциклах могут быть установлены двигатели с малым рабочим объемом, а следовательно, и с малым весом.