Особенности конструкции и принцип работы двухтактного двигателя внутреннего сгорания

У двигателей такого типа отсутствуют клапаны (в отличие от четырехтактных ДВС), их роль выполняет поршень, который при своем перемещении закрывает впускные, выпускные и продувочные окна. Поэтому они более просты в конструкции.

Рабочий цикл двухтактного ДВС

Более полное время, отводимое на рабочий цикл, используется в двухтактных двигателях, в которых рабочий цикл совершается за два такта, т. е. за один оборот коленчатого вала. В отличие от четырехтактных двигателей, в двухтактных очистка рабочего цилиндра от продуктов сгорания и наполнение его свежим зарядом, или, другими словами, процесс газообмена, происходят только при движении поршня вблизи НМТ. При этом очистка цилиндра от выпускных газов осуществляется путем вытеснения их не поршнем, а предварительно сжатым до определенного давления воздухом или горючей смесью. Предварительное сжатие воздуха или смеси производится в специальном продувочном насосе или компрессоре, исполняемом в виде отдельного агрегата.

В небольших двигателях в качестве продувочного насоса иногда используются внутренняя полость картера (кривошипная камера) и поршень двигателя.

В двухтактных двигателях применяются различные схемы газообмена.

Прямоточная клапанно-щелевая схема газообмена (рис. 1.8). Основными особенностями устройства двигателя этого типа являются: 1) впускные окна (1), расположенные в нижней части цилиндра, высота которых составляет около 10–20 % хода поршня. Открытие и закрытие впускных окон производится поршнем (3) при его движении в цилиндре;

2) выпускные клапаны (4), размещенные в крышке цилиндра, с приводом от распределительного вала, частота вращения которого обеспечивает открытие клапанов один раз за один оборот коленчатого вала;

Рис. 1.8. Прямоточная клапанно-щелевая схема газообмена

3) продувочный насос нагнетает воздух под давлением через открытые окна (1) для очистки цилиндра от продуктов сгорания и наполнения свежим зарядом.

Петлевая схема газообмена (рис. 1.9) значительно упрощает конструкцию двигателя по сравнению с клапанно-щелевой, но при этом ухудшается качество газообмена и возникают потери воздуха или смеси при наполнении.

Петлевая схема газообмена отличается большим разнообразием конструктивного выполнения и широко применяется в двигателях различного назначения (от маломощных для мопедов до крупных, мощностью в несколько десятков тысяч киловатт для судов).

Рис 1.9. Петлевая схема газообмена Рис 1.10. Прямоточная схема газообмена

Прямоточная схема газообмена с противоположно движущимися поршнями (рис. 1.10), в которой один поршень (3) управляет впускными окнами, а другой – выпускными, обеспечивает высокое качество газообмена.

Для предварительного сжатия горючей смеси или воздуха, как было указано выше, в двухтактных двигателях может быть использована внутренняя полость картера (кривошипная камера).

Такие двигатели называются двигателями с кривошипно-камерной схемой газообмена (рис. 1.11). Они имеют герметически закрытый картер, который и служит продувочным насосом.

.

Рис. 1.11 Кривошипно-камерная схема газообмена

Преимущество двухтактных двигателей с кривошипно-камерной схемой газообмена – простота устройства. Однако при данном способе газообмена очистка цилиндра и наполнение его свежим зарядом по сравнению с другими способами происходят значительно хуже, в результате чего уменьшается мощность и ухудшается экономичность двигателя.

На рис. 1.12 и 1.13 показана схема работы двухтактного двигателя с внутренним смесеобразованием и прямоточной клапанно-щелевой схемой газообмена.

Первый такт. Первый такт соответствует ходу поршня ВМТ к НМТ (рис. 1.12). В цилиндре только что прошло сгорание (линия cz на индикаторной диаграмме) и начался процесс расширения газов, т. е. осуществляется рабочий ход. Несколько раньше момента прихода поршня к впускным окнам открываются выпускной клапан в крышке цилиндра, и продукты сгорания начинают вытекать из цилиндра в выпускной патрубок; при этом давление в цилиндре резко падает (участок тk на индикаторной диаграмме).

Рис 1.12. Первый такт двухтактного ДВС

Впускные окна открываются поршнем, когда давление в цилиндре становится примерно равным давлению предварительно сжатого воздуха в ресивере или немного выше его. Воздух, поступая в цилиндр через впускные окна, вытесняет через выпускные клапаны оставшиеся в цилиндре продукты сгорания и заполняет цилиндр (продувка), т. е. осуществляется газообмен. Таким образом, в течение первого такта в цилиндре происходит сгорание топлива, расширение газов, выпуск выпускных газов, продувка и наполнение цилиндра.

Второй такт. Второй такт соответствует ходу поршня от НМТ к ВМТ (рис. 1.13). В начале хода поршня продолжаются процессы удаления выпускных газов, продувки и наполнения цилиндра свежим зарядом. Конец продувки цилиндра определяется моментом закрытия впускных окон и выпускных клапанов. Последние закрываются или одновременно с впускными окнами, или несколько ранее.

Рис 1.13. Второй такт двухтактного ДВС

Давление в цилиндре к концу газообмена в двухтактных двигателях несколько выше атмосферного и зависит от давления воздуха в ресивере. С момента окончания газообмена и полного перекрытия поршнем впускных окон начинается процесс сжатия воздуха. Когда поршень не доходит на 10–30° по углу поворота коленчатого вала до ВМТ (точка с’), в цилиндр через форсунку начинает подаваться топливо. Следовательно, в течение второго такта в цилиндре происходит окончание выпуска, продувка и наполнение цилиндра в начале хода поршня и сжатие при его дальнейшем ходе.

В отличие от четырехтактного двигателя в двухтактном двигателе отсутствуют такты впуска и выпуска как самостоятельные такты, для которых требуется один оборот коленчатого вала. В двухтактных двигателях процессы выпуска и впуска осуществляются на небольших участках хода поршня, соответствующего основным тактам расширения и сжатия.

Белорусский государственный университет транспорта — БелГУТ (БИИЖТ)

Электронная очередь на
централизованное тестирование

Как поступить в БелГУТ

Ответы на частые

вопросы абитуриентов

События

Все события

Пн	Вт	Ср	Чт	Пт	Сб	Вс
1	2	3	4	5	6	7
8	9	10	11 Дата : 2023-05-11	12	13 Дата : 2023-05-13	14
15 Дата : 2023-05-15	16	17 Дата : 2023-05-17	18 Дата : 2023-05-18	19	20	21
22	23 Дата : 2023-05-23	24	25	26 Дата : 2023-05-26	27	28
29	30 Дата : 2023-05-30	31

Все анонсы

• Поступающим в магистратуру
• Поступающим на условиях целевой подготовки!. ..
• Научно-техническая конференция «Актуальные проблем…
• Конкурс на английском и немецком языках «Первая пр…
• XXVIII научно-практическая конференция «Комплексна…
• Матч сборных команд БелГУТа и БГТУ…
• Открытая лекция по дисциплине «Механика»…
• Олимпиада по дисциплине «Детали машин и основы кон…
• Олимпиада по дисциплине «Тормоза подвижного состав…
• Ответы на часто задаваемые вопросы вступительной к…

Анонсы

Университет

Абитуриентам

Студентам

Конференции

Приглашения

Поступающим в магистратуру

Поступающим на условиях целевой подготовки!…

Научно-техническая конференция «Актуальные проблем…

Конкурс на английском и немецком языках «Первая пр…

Новости

Университет

Международные связи

Спорт

ИВР

Жизнь студентов

Новости подразделений



• Университет

Выпуск группы повышения квалификации по теме «Современные технологии у. ..
27 мая 2023

• Университет

Олимпиада по дисциплине «Тормоза подвижного состава»…
26 мая 2023

• Университет

Высшее образование сегодня
26 мая 2023

• Университет

Выставки в рамках конференции «Феноменология транспорта в литературе и…
26 мая 2023

• Студенческая жизнь

Путевки в третий трудовой семестр 2023 года…
26 мая 2023

• Университет

XXVIII научно-практическая конференция «Комплексная защита информации»…
26 мая 2023

• Университет

«Квадратура круга Говора» в БелГУТе
26 мая 2023

• Университет

Олимпиада по технологиям «3D моделирования» 2023.

..
26 мая 2023

• Спорт

БелГУТ — БГТУ. Счет 4:2
25 мая 2023

Другие новости

• Первый блин – не комом
• С молодежью Гомельского района говорили об исторической памяти…
• Научный потенциал БелГУТа оценил Кубрин Алексей Александрович…
• Текущая информация о работе комиссии по противодействию коррупции…
• Открытие XXVIII научно-практической конференции «Комплексная защита ин…
• II Республиканский форум молодых ученых учреждений высшего образования…
• Встречаем гостей конференции «Комплексная защита информации»…
• Новый номер газеты «Вести БелГУТа»
• Счастливы вместе…
• Молодежный проект «Время твоих возможностей»…
• Встреча сотрудника ГАИ со студентами факультета обучения иностранных г…

БелГУТ на Доске почета

Достижения университета

КУДА ПОСТУПАТЬ

Все факультеты

Предложения

Все предложения

Видеотека

Все видео

Фотогалерея

Все фото

Поршневые кольца для двигателей внутреннего сгорания – Междисциплинарные профессиональные программы – UW–Madison

Обзор курса

Двигатель внутреннего сгорания представляет собой машину, состоящую из тысяч частей, которые сложным образом взаимодействуют друг с другом для получения мощности. Одна часть, поршневые кольца, жизненно важны для разделения камеры сгорания и картера, возможно, выполняя самую важную работу из всех. По завершении этого курса учащиеся будут:

• Иметь базовые знания в области терминологии поршневых колец и компоновки в двигателях внутреннего сгорания.
• Уметь описать функцию, конструктивные особенности, материалы и покрытия применительно к компрессионным и маслосъемным кольцам в двух- и четырехтактных двигателях.
• Уметь описать осевую динамику колец в двух компрессионных кольцах при работе двигателя, вопросы уплотнения колец.
• Уметь определять механизмы прорыва газов и расхода масла, а также способы смягчения последствий для каждого из них.
• Будет понимать проблемы и подходы к проверке, измерению и моделированию износа колец и стенок цилиндров в двух- и четырехтактных двигателях внутреннего сгорания.

В конечном счете, этот курс вооружит слушателей важными знаниями о конструкции поршневых колец внутреннего сгорания и методах измерения/уменьшения износа

Кто должен посещать?

Лица, которым нужны дополнительные знания о поршневых кольцах двигателей, включая терминологию, компоновку и применение отдельных колец, а также то, как каждое из них влияет на конструкцию двигателя. Те, кто хочет расширить свои знания о конструкции поршневых колец, чтобы лучше общаться с инженерами-конструкторами поршневых колец. Учащиеся, желающие ознакомиться с передовыми технологиями измерения и анализа износа поршневых колец. Содержание этого курса одинаково понравится студентам инженерных специальностей, энтузиастам ДВС, исследователям ДВС, инженерам по надежности и экспертам RCA.

Краткое содержание курса

Модуль 1: Вводный взгляд

Модуль 2: Детали конструкции кольца

Модуль 3: Контроль температуры и динамика кольца

Модуль 4: Движение кольца и стенка цилиндра

Модуль 5: Перекачка масла

Модуль 6: Механизмы износа колец и стенок цилиндра

Модуль 7: Проверка степени износа

Модуль 8: Измерение и анализ

Преподаватель

Кевин Хоаг

Г-н Хоаг имеет более чем 40-летний опыт разработки дизельных и бензиновых двигателей как в промышленных, так и в учебных заведениях, а также является членом Общества автомобильных инженеров. Он занимает должность инженера института в SwRI и в настоящее время возглавляет Консультативный комитет SwRI по исследованиям (ACR). Его опыт обширен и включает в себя как дизельное топливо, так и искровое зажигание, разработку характеристик двигателя, контроль выбросов, компоновку и балансировку двигателя, литье, ковку и материалы, анализ структурной усталости, системы обработки воздуха, охлаждения и смазки. Он также имеет большой опыт взаимодействия с клиентами, применения и обслуживания двигателей, а также инженерное образование. Особые моменты технического вклада г-на Хоага включают разработку четкой формулировки для анализа второго закона двигателей внутреннего сгорания, создание и управление группой Heat & Fluids в Cummins, Inc., а также директора-основателя и ведущего разработчика магистра инженерии в области систем двигателей ( MEES) Программа Университета Висконсина. Он имеет патенты и является автором многочисленных публикаций, а также имеет несколько наград и наград. Г-н Хоаг в настоящее время является членом Общества автомобильных инженеров (SAE) и братства Tau Beta Pi Engineering.

Кредиты

• СЕУ : .4
• ПДГ : 4

Расписание

Даты/время проведения мероприятий:

• 01.07.2022  12:01–23:59
• 30.06.2023  12:01–23:59

 

Преподаватель

Кевин Хоаг

Местоположение

Это онлайн-курс.

Политика отмены

После того, как вы получили доступ к материалам онлайн-курса, отмена или возврат средств не разрешены.

Если вы планируете пройти курс междисциплинарных профессиональных программ, во время регистрации необходимо внести оплату. Ниже приведены варианты оплаты:

Оплата кредитной картой

Зарегистрируйтесь онлайн и оплатите кредитной картой.

• Найдите курс на веб-сайте и нажмите кнопку «Зарегистрироваться сейчас» на веб-странице курса.
• Введите всю необходимую информацию об участниках курса и информацию об оплате на странице регистрации на курс.
• Вы получите электронное письмо с подтверждением успешной регистрации и оплаты.

Зарегистрируйтесь по телефону и оплатите кредитной картой.

• Позвоните в отдел регистрации конференц-центра UW по телефону 608-262-2451.
• Предоставить представителю по регистрации конференц-центра:
  • название курса, даты и/или номер курса.
  • необходимая информация об участниках курса и платежная информация.
• Вы получите отправленный по почте документ или электронное письмо для подтверждения успешного платежа за регистрацию.

Оплата чеком

Отправьте по почте заполненную регистрационную форму и чек, подлежащий оплате UW Madison.

• Заполните регистрационную форму (находится либо в конце брошюры курса, которую вы получили по почте, либо здесь).
• Подготовьте чек, подлежащий оплате UW Madison.
• Отправьте регистрационную форму и чек по почте: Отдел регистрации по адресу: Engineering Specialist 702 Langdon Street Madison, WI 53706
• Вы получите документ по почте или электронное письмо для подтверждения успешной регистрации и оплаты.

Военный

Если вы используете форму SF-182, позвоните по нашему регистрационному номеру 608-262-2451 или напишите по адресу Regi[email protected] для получения подробностей и инструкций.

Отмена мероприятия

Мы оставляем за собой право отменить курс из-за недостаточного количества участников или непредвиденных обстоятельств. Если мы отменяем курс, участники будут уведомлены по электронной почте или по телефону, и им будет предоставлена ​​​​возможность полного возмещения средств или переноса их регистрации и любых уплаченных сборов на другой курс. Мы не несем ответственности за невозвратные авиабилеты, бронирование отелей и другие расходы, связанные с поездкой. Для отмены курса для зачисленных см. примечания на странице курса.

Поршневые кольца для двигателей внутреннего сгорания

Дата: Чт. 01 июля 2021 г. – Чт. 30 июня 2022 г.
ID: RA01771-C194

Плата:

Кредиты:

• CEU : . 4
• PDH : 4

Инструктор:

Кевин Hoag

Адрес:

Это был онлайн-курс.

Программный директор

Андреа Стшелец

Свяжитесь с нами

Связанные курсы

3D-печать двигателя внутреннего сгорания — быстрее выйти на рынок

Разработка двигателя внутреннего сгорания может занять много времени, от трех до пяти лет. Что, если бы вы могли сократить это время вдвое? Для Lumenium LLC, стартапа из Вирджинии, разрабатывающего инновационное семейство двигателей внутреннего сгорания, 3D-печать с помощью системы Desktop Metal позволила им достичь этой цели.

Разработанный компанией двигатель с асимметричным вращением (IDAR) с обратным рабочим объемом представляет собой новую конструкцию для обеспечения мощного и эффективного внутреннего сгорания. Его уникальная геометрия двигателя обеспечивает впечатляющую, но эффективную производительность небольшого и легкого двигателя, который потребляет меньше топлива и производит меньше выбросов. Ключом к разработке этого движка была возможность быстро повторять функции и конструкции деталей во время прототипирования.

Детали Lumenium должны выдерживать экстремальные температуры и нагрузки, присущие работе двигателя внутреннего сгорания. Каждый компонент двигателя должен соответствовать определенным требованиям, включая высокую точность размеров, прочность при динамических нагрузках и низкое тепловое расширение, а вес каждой детали является важным фактором, влияющим на общую удельную мощность и эффективность.

Седло и маятник в сборе рядом с установленным маятником для двигателя внутреннего сгорания IDAR.

Аддитивное производство помогло команде разработчиков выполнить эти требования и заняться деталями сложной геометрии, такими как внутренние каналы охлаждения, для повышения производительности двигателя. С Studio System от Desktop Metal команда внедрила эту технологию в существующее рабочее пространство для более быстрой итерации дизайна и функционального прототипирования.

Рынок объемом 350 миллиардов долларов

Рынок двигателей внутреннего сгорания, оцениваемый в 350 миллиардов долларов, включает три категории двигателей: традиционные поршневые двигатели, новые двигатели с оппозитными поршнями и роторные двигатели. Технология двигателя IDAR от Lumenium добавляет четвертую категорию, стоящую в середине традиционной технологии двигателей, что представляет собой сдвиг парадигмы в производстве энергии. Компоненты двигателя должны выдерживать условия динамической нагрузки, силу сгорания 1500 фунтов на квадратный дюйм и температуру сгорания 1500 °C.

Возможность выполнять частые итерации проекта может улучшить конечную производительность двигателя. Полный цикл разработки двигателя для каждого поколения двигателя IDAR занимает от трех до пяти лет. Критически важно было найти более быстрый и экономичный подход к прототипированию.

Почему 3D-печать лучше, чем обработка на станках с ЧПУ

Lumenium производит примерно 20 прототипов в месяц. Большинство (около 95%) изготавливаются на собственном производстве с использованием 5-осевой обработки с ЧПУ и электроэрозионной обработки. Обработка сложной геометрии с ЧПУ включает в себя сложные траектории движения инструмента и иногда более 80 операций обработки. Каждая операция требует перепрограммирования, что часто включает в себя индивидуальную фиксацию и оператор для повторного выравнивания детали. Даже если на печатной детали требуется последующая обработка, общее количество операций обработки значительно меньше. Для программирования станка с ЧПУ требуется обученный, преданный своему делу оператор, а на одну сложную работу могут уйти недели. Некоторые детали требуют постобработки сторонними поставщиками, что увеличивает срок изготовления до трех недель.

Оставшиеся 5% деталей-прототипов — обычно обычные круглые детали — отправляются в механический цех, где время выполнения заказа составляет в среднем около трех недель.

В дополнение к длительному времени выполнения заказа и высоким затратам механическая обработка предлагает ограниченные возможности для изготовления легких деталей. Вес имеет решающее значение для производительности двигателя, поскольку снижение веса двигателя на 50% потенциально может удвоить номинальную скорость двигателя (об/мин) и выходную мощность. Чтобы уменьшить вес с помощью методов механической обработки, инженеры мало что могут сделать, кроме выбора легкого материала. Без замены материала снижение веса за счет механической обработки обычно требует изменения геометрии детали, что увеличивает время и сложность, что может привести к появлению слабых мест в структуре детали.

Студийная система печатает детали с заполнением с закрытыми ячейками — внутренней решетчатой ​​структурой, напечатанной по всей детали. Пользователи могут регулировать расстояние между наполнителями в соответствии с требованиями по прочности и весу. Детали, напечатанные с заполнением, будут иметь значительно более низкую теплопередачу. Это снижает вес детали при сохранении прочности, что позволило команде разработчиков использовать сталь как часть своего решения.

В большинстве методов 3D-печати, основанных на экструзии, включая осаждение связанного металла, горизонтальные отверстия требуют внутренних опорных структур для сохранения формы. Однако адаптация формы отверстия может устранить необходимость в опорах. Команда разработчиков изменила конструкцию, изменив круглые отверстия на более угловатую форму (например, каплевидную), которая не требует опорных конструкций во время изготовления.

Конструкция седла состоит из зубцов по верхнему и нижнему краям, которые соединяются с поворотными рычагами. Зубцы помогают компоненту выдерживать усилия двигателя, а обработка этих критически важных элементов позволяет получить гладкую и точную поверхность сопряжения, чего нельзя достичь с помощью одной только печати.

В Fabricate пользователи могут выборочно регулировать толщину оболочки. Важно отметить, что при этом размеры детали не изменяются. Вместо этого он утолщает твердую оболочку вокруг детали, чтобы предотвратить обнажение заполнения детали во время обработки.