Двоваловий двотактний поршневий двигун внутрішнього згоряння

«ДИСП» є двохтактним поршньовим ДВЗ, тому як і його прототип одновальний двохтактний поршньовий ДВЗ має схожу будову - блок-циліндр з впускними, продувочними і випускними вікнами та продувочними каналами, колінвали, колінвали із шатунами, поршені із пальцями і кільцями, схожі технології вигото влення частин двигуна, меншу ва гу, розміри і об'єм циліндра при однаковій потужності із чотирьохтактним ДВЗ. Існуючі поршньові ДВЗ витрачають до 28% загальної кількості теплової енергії пального у систему охолодження, мають значні вібрації при роботі, бо сила тиску під час робочого ходу діє на поршень, а також на двигун через головку циліндра. Крім того звичайний двохтактний ДВЗ загублює до 35% використаного пального у вихлопне вікно під час продувки. Для збільшення корисної роботи двохтактного ДВЗ під час робочого ходу, у «ДИСП» застосована двохвальна схема перетворення рухів поршеня у обертання колінвалів. В двохвальній схемі два колінвали зв'язані між собою механізмом сінхронізації обертання і у циліндрі знаходяться по два поршені, які синхронно проходять В.М.Т. і Н.М.Т. Така схема дає збільшення вдвічі площі корисної дії сили тиску під час робочого ходу, одночасно зменшує на 30 - 35% площу контакту згораючої суміші з системою охолодження і також знімає проблему утворення вібрації у роботі «ДИСП». Збільшення площі корисної дії сили тиску, дає можливість швидше на 30%, ніж у одновальній схемі виконати робочий хід, зменшити площу контакту згораючої суміші із системою охолодження, що відповідно заощадить теплову енергію і цим збільшить показник тиску розширення газів робочого ходу на 20 - 25%. Сила тиску під час робочого ходу діє на поршені і взаємно протилежних напрямах, тому двохвальна схема позбавлена вібрацій. Щоб позбавити двохтактний цикл роботи поршньового ДВЗ витрачань пального під час продувки у вихлопне вікно, у «ДИСП» змінена схема процесу продувки. Продувочні і вихлопні вікна розташовані на різних кінцях циліндра, це значно збільшило відстань між ними і дозволило виконати продувку уздовж циліндра, від зони більшого тиску у зону з меншим тиском, яка знаходиться за вихлопними вікнами. Крім того об'єм циліндра, відокремлений межами вихлопних і продувочних вікон однаковий з об’ємом, на який відбуваються зміни у камері перепуску під час впуск у і продувки, тому свіжа робоча суміш не має причин для проникнення у вихлопне вікно під час продувки. Заощаджене таким чином пальне згораючи відповідно збільшить показник тиску робочого ходу. Для можливості використання нерозбірних колінвалів у двохтактному циклі роботи і можливості покращити якість впуску і продувки, у «ДИСП» ізольовані між собою циліндр і камера кривошипу. Це стало можливим завдяки використанню поршнів «ДИСП», які мають спеціальну доповнену частину юбки, і розділяючої перегородки, які разом забезпечують ізоляцію циліндра від камери кривошипа. Фігури креслення: фіг.1. Загальна будова «ДИСП». В.М.Т.; фіг.2. Загальна будова «ДИСП». Такт продувки. Будова «ДИСП» 1 - блок-циліндр, 2 - колінвали із шатунами, 3, 4 – поршень «ДИСП» із пальцем і кільцями, 5 - механізм синхронізації обертання колінвалів, 6 - ізолююча перегородка із сальником, 7 - камери перепуску робочої суміші, 8 - впускні вікна, 9 - продувочні вікна, 10 - продувочні канали, 11 - випускні вікна, 12 - камера згорання робочої суміші. Системи забезпечення роботи «ДИСП» однакові із системами забезпечення роботи чотирьохтактного поршньового ДВЗ. Поршені «ДИСП» мають доповнену частину юбки, внутрішній об'єм якої виконаний у формі паралелепіпеду, більші грані якого, розташовані паралельно площині коливань шатуна і симетрично відносно осі циліндра. Внутрішні розміри доповненої частини дорівнюють: висота - сумі відстані ходу поршеня і товщини розділяючої перегородки, ширина - ширині шатунної шийки колінвала, довжина відстані ходу поршеня. Розділяюча перегородка між циліндром і камерою кривошипа має отвір із сальником, який точно повторює форму і розміри зовнішнього периметру нижнього боку доповненої частини юбки поршеня «ДИСП», чим забезпечується ізоляція циліндра від камери кривошипа під час рухів поршеня скрізь неї. Камери перепуску робочої суміші утворені каналами продувки та об'ємом циліндра між нижнім боком юбки поршеня «ДИСП» і розділяючою перегородкою при цьому їх найбільший об’єм однаковий з робочим об'ємом циліндра. Циліндр «ДИСП» має з одного кінця впускні і продувочні вікна, з іншого впускні і випускні вікна. Хід одного поршеня «ДИСП» вдвічі менший ходу одновального двохтактного ДВЗ, тому висота вікон у «ДИСП» зменшена вдвічі, але пропускна здібність вікон не зменшилася, бо вікна рознесені і це дає можливість збільшити їх розмір по периметру циліндра. Робота «ДИСП» Пуск «ДИСП» відбувається від електричного стартеру. Рухаючись від Н.М.Т. до В.М.Т. поршень 3 закриває продувочні вікна 9 закінчуючи такт продувки, поршень 4 закриває випускні вікна 11, далі поршені 3, 4 одночасно відкривають впускні вікна 8 і робоча суміш із системи живлення пальним починає всмоктуватись у камери перепуску 7. У цей час між поршенями 3, 4 стискається суміш, яка вже потрапила до циліндра. На підході поршенів до В.М.Т. відбувається запалювання, або вприск пального і самозапалювання(у дизеля). Робоча суміш згорає повищуючи тиск у камері згоряння 12 після проходження В. М. Т. поршенями під дією сили тиску газів відбувається робочий хід поршенів. Рухаючись до Н.М.Т. поршені 3, 4 одночасно закривають впускні вікна 8 починають стискати суміш, яка потрапила у камери перепуску 7, потім поршень 4 відкриває випускні вікна 11 починається випуск відпрацьованих газів, поршень 3 відкриває продувочні вікна 9 і суміш під тиском починає заповнювати циліндр, виштовхуючи відпрацьовані гази у вихлопне вікно 11, Після проходження Н.М.Т. поршенями, робочі цикли повторюються. Розглянемо роботу дво хвальної і одновальної схеми поршньових ДВЗ при однакових показниках робочого об'єму, діаметру циліндра і тиску під час робочого ходу. У двохвальній схемі плече дії сили тиску на колінвал зменшене вдвічі порівняно до одновальної схеми, але у сумі моменти сили діючи на два колінвали двохвальної схеми однакові із моментом сили діючим на колінвал одновальної схеми, тому обертаючі моменти обох двигунів будуть однакові. При однаковому навантаженні на колінвали обох двигунів, опір пересуванню поршеням обох двигунів буде однаковим. Сила, яка діє на поршені обох двигунів однакова, тому під час робочого ходу вони здобудуть однакове прискорення, Поршені двохвальної схеми виконують робочий хід одночасно, проходячи вдвічі меншу відстань, ніж поршень одновальної схеми, тому робочий хід у двохвальній схемі відбудеться на 30% швидше, що дає підвищення потужності у дво хвальній схемі на 43% порівняно до одновальної схеми поршньового ДВЗ. Бібліографічні дані: 1. Булычёв Д. В., Грифф М. И. Учебник водителя категории – Ε. Издание второе, дополненное. Москва, “Транспорт”, 1986г., гл. 7 2. М. С. Жаров, М. А. Орлов, В. А. Чернышёв. “Трактор”, учебное пособие для учащи хся 9 - 10 кл. под редакцией М. А. Орлова. Издание третье, исправленное. Москва “Просвещение”. - 1982г., п. 9 “Мо щность и экономичность поршневых ДВЗ”.