Такое устройство по существу нерационально для работы двигателя с
наддувом, так как выпускные окна закрываются позднее перепускных;
диаграмма распределения получается симметричной (рис. 110).
Если
применить наддув, то в лучшем случае (с большой потерей свежей смеси в
выпускные окна) можно было бы приблизить коэффициент наполнения к
единице. Между тем потеря смеси в выпуск означает большой расход
горючего, непроизводительную затрату мощности на привод нагнетателя и
уменьшение литровой мощности. Наддув в сочетании с симметричными фазами газораспределения сначала применяла на своих гоночных мотоциклах фирма DKW. Схема
на рис. 111, а соответствует первым двигателям выпускавшимся в период с
1926 до 1931 г. Они работали по принципу обычной трехканальной системы
с дефлекторной продувкой, но имели поршневой нагнетатель,
непосредственно соединенный с полостью картера. Поршень нагнетателя
приводится в движение специальным шатуном и эксцентриком, закрепленным
на коленчатом валу. При движении поршня двигателя вверх поршень
нагнетателя идет вниз, всасывая в картер дополнительное количество
горючей смеси. Во время следующего хода поршни сходятся, сжимая смесь,
и заставляют ее переходить в цилиндр двигателя в момент открытия
перепускных окон. Эксцентрик устанавливается с таким расчетом, чтобы
поршень нагнетателя немного отставал от поршня двигателя и подходил к
своему верхнему положению в момент закрытия перепускных окон. Впускные окна, соединенные с карбюратором, управляются нижней кромкой поршня и на схеме не показаны.
К
1932 г. удалось довести мощность такого двигателя (250 см3) до 13 кВт.
Однако к этому времени лучшие образцы четырехтактных двигателей класса
250 см3 развивали до 16 кВт и мотоциклы DKW терпели одно поражение за
другим от английских мотоциклов с четырехтактными двигателями. Своего
рода сенсацией явился первый приз, полученный гонщиком Э. Торричелли на
австрийском мотоцикле «Пух» с двухтактным двухпоршневым двигателем
класса 250 см3 за гонку на Большой приз Германии в 1931 г., в период,
когда английские мотоциклы с четырехтактными двигателями выигрывали
подряд почти все крупные соревнования. Может быть это событие в
известной степени повлияло на решение фирмы DKW перейти в 1932 г. на
двухпоршневой тип конструкции двухтактных гоночных двигателей. На
практике осуществление эффективного двухтактного процесса было связано
с серьезными трудностями. Главная задача состояла в получении высокого
коэффициента наполнения и в уменьшении до минимума коэффициента
остаточных газов. Для улучшения этих показателей в основу всех
следующих конструкций DKW, приведенных схематически в хронологическом
порядке на рис. 111, положена схема двигателя с так называемым
П-образным цилиндром. Одному из первых двигателей такого типа в
сочетании с поршневым нагнетателем соответствует схема 111, б. Здесь
два параллельных цилиндра имеют общую камеру сгорания. Правый поршень
управляет выпускными окнами, а левый - перепускными. Выпускной
поршень соединен при помощи шатуна с коленчатым валом обычным способом;
шатун перепускного поршня присоединяется к боковой проушине на нижней
головке выпускного шатуна. Преимущество такой схемы заключается в
сдвиге фаз распределения выпускных и перепускных окон. В момент прохода
поршнями н. м. т. перепускной поршень несколько отстает от выпускного и
перепускные окна закрываются позднее выпускных, благодаря чему можно с
успехом применить подачу горючей смеси под давлением от нагнетателя с
минимальными потерями на выпуск. Диаграмма распределения приобретает
несимметричный вид (см. рис. 110). Конструкции с П-образными
цилиндрами могут быть условно причислены к разряду двигателей с
прямоточной продувкой, давшей хорошие результаты по качеству наполнения
и очистки цилиндра. При прямоточной продувке нет потоков горючей смеси
и продуктов сгорания, движущихся навстречу один другому. Отличные
свойства прямоточной продувки хорошо известны по опыту эксплуатации
двухпоршневых дизелей. По сути дела П-образный цилиндр представляет
собой согнутый цилиндр двигателя с поршнями, двужущимися в
противоположных направлениях. Так же, как и в предыдущей схеме,
поршень нагнетателя приводится в действие от коленчатого вала шатуном и
эксцентриком, но цилиндр расположен горизонтально. Горючая смесь
проходит от цилиндра нагнетателя непосредственно в цилиндр двигателя,
минуя картер. Нагнетатель всасывает горючую смесь через несколько
мембранных клапанов, помещенных на крышке его цилиндра. Мембранный
клапан представляет собой тонкую металлическую пластинку, прикрепленную
одним концом к крышке. Каждая мембрана прикрывает соответствующую щель
на крышке. Когда над поршнем возникает разрежение, мембрана отгибается
атмосферным давлением и пропускает горючую смесь внутрь цилиндра
нагнетателя. Таким образом, мембраны играют роль автоматических
клапанов. Ничтожная инерция мембран позволяет двигателю развивать свыше
5000 мин-1. Двигатели класса 250 см3 с П-образным цилиндром и
мембран-ными клапанами развивали до 16 кВт (65 кВт/л) и выиграли в ряде
гонок у лучших четырехтактных машин, но мембраны были подвержены
поломкам и причиняли много неприятностей. Наиболее надежными оказались
мембраны, выполненные из шведской пружинной стали, а на позднейших
типах двигателей—из бериллия. На схеме рис. 111,в показана
дальнейшая модификация мембранного двигателя с П-образным цилиндром.
Нагнетатель имеет вертикальный цилиндр с укороченным перепускным
каналом и самостоятельный коленчатый вал, соединенный с валом двигателя
цепной передачей. Рабочий объем поршневых нагнетателей постепенно
увеличивали от 130 см3 (диаметр цилиндра 90 мм, ход поршня 20 мм) до
440 см3 (d = 100 мм, S = 56 мм). Следующим этапом развития явился
двигатель с вертикальным поршневым нагнетателем и вращающимся впускным
клапаном (золотником), выполненный по схеме 111,г. Вращающийся клапан
позволил отказаться от нежных мембран, увеличил наполнение нагнетателя
и сделал двигатель весьма надежным в работе. Передача от коленчатого
вала к валу нагнетателя осуществлялась цилиндрическими шестернями. По
мощности 20 кВт двигатель (250 см3) превосходил четырехтактные
двигатели 1938 г. и отличался хорошей приемистостью. Таким образом,
к концу 30-х годов гоночные мотоциклы с двухтактными двигателями,
имеющими нагнетатель, были практически равноценны по быстроходности
гоночным мотоциклам с четырехтактными двигателями без нагнетателей.
Однако мотоциклы с двухтактными двигателями расходовали значительно
больше топлива и при определенной длине дистанции гонки должны были
делать остановку для пополнения запаса топлива, тогда как мотоциклы с
четырехтактными двигателями нередко могли пройти всю дистанцию
безостановочно и за счет этого показать лучший результат. Главными
соперниками в этот период борьбы между сторонниками применения
двухтактного и четырехтактного двигателей были мотоциклы DKW (Германия)
и «Гуцци» (Италия). Когда в 1939 г. появились гоночные мотоциклы
«Гуцци» н «Бенелли» с четырехтактными двигателями с нагнетателями,
преимущество в быстроходности оказалось снова у сторонников применения
четырехтактных двигателей. В это время фирма DKW разработала свой
последний вариант гоночного двухтактного двигателя, показанный на схеме
111, д. Он имеет два П-образных цилиндра и двухколенчатый вал;
нагнетатель ротативного типа нагнетает горючую смесь в картер, откуда
она поступает в цилиндры через перепускные каналы. Нагнетатель получает
вр ащение от коленчатого вала с помощью цепной передачи. Перед второй
мировой войной двигатель находился в экспериментальной стадии и
развивал мощность более 29 кВт. Для выпуска небольшими сериями фирма
DKW в те же годы разработала менее форсированный тип двигателя (15 кВт)
с П-образным цилиндром и картерным поршневым нагнетателем, как у первых
образцов с дефлекторной продувкой, но с горизонтальным расположением
цилиндра нагнетателя (схема 111,е). Впускные окна этого двигателя
управляются нижней кромкой выпускного поршня. Все двухтактные
двигатели DKW строились с водяным термосифонным охлаждением и
зажиганием от магнето маховичного типа. В конструкциях с картерными
нагнетателями пользовались смазкой из смеси моторного масла с горючим в
отношении 1:20. В остальных случаях (схемы 111, б, в и г), когда
горючая смесь не проходит через картер, предусматривалась отдельная
смазка масляным насосом с постоянной подачей свежего масла по
не-циркуляционной системе («на полный прогар»).
Известны
конструкции гоночных двухтактных двигателей с противоположно
движущимися поршнями, в которых осуществляется прямоточная,
теоретически наиболее рациональная продувка. К этому типу относятся
двигатели «Империя» (350 см3, 1935 г.), ГК-1 (350 см3, 1946 г., рис.
112) и ИФА (125см3, 1956 г.). При такой схеме двигатель имеет два
коленчатых вала, связанных какой-либо, например шестеренной, передачей.
Двигатели этого типа были довольно громоздкими и на практике не
отличались высокими эксплуатационными качествами. Все типы
двухтактных двигателей с наддувом отличаются очень напряженным тепловым
режимом работы; в первую очередь это относится к выпускным поршням и их
поршневым кольцам, которые нередко получают повреждения вследствие
интенсивного неравномерного нагрева. Кроме того, компрессорные
двухтактные двигатели отличаются большим расходом горючего. После
запрещения в 1946 г. ФИМ использования наддува в двигателях мотоциклов
для дорожных гонок разработка двухтактных двигателей с таким принципом
питания практически прекратилась. Можно не сомневаться в том, что
дальнейшее развитие двухтактных двигателей с наддувом могло бы дать
существенное повышение мощностных показателей, но поскольку при
стремлении к высоким литровым мощностям (обусловленном классификацией
мотоциклов по рабочему объему двигателя) сочетание двухтактного
принципа работы с наддувом неизбежно сопровождалось резким повышением
удельных расходов топлива, рассматриваемое направление развития имело в
основном спортивное, а не техническое значение. Перспективным путем
формирования двухтактных двигателей без повышения удельных расходов
топлива является непосредственный впрыск топлива в цилиндр, так как при
этом в процессе продувки могут иметь место только потери воздуха.
МотоПоиск
Рекомендуем
Интересно
Профиль
Гость
Сообщения: Группа:Гости
Время:19:20
Добро пожаловать на наш портал.Зарегистрируйтесь или авторизуйтесь!
Ответов: 0 
