Рассмотренные контурные системы продувок нашли применение главным образом в тихоходных двигателях.
Все они обладают тем недостатком, что с повышением числа оборотов, вследствие сложной траектории продувочного воздуха в цилиндре двигателя, происходит перемешивание продувочного воздуха с продуктами сгорания и, следовательно, плохая очистка цилиндра. Прямоточные системы продувки этого недостатка не имеют, а потому в быстроходных двигателях они получили преимущественное применение. Фирмы «Бурмейстер и Вайн», «Сторк», «Гетаверкен» и др. применяют прямоточную систему продувки и в малооборотных судовых дизелях. Прямоточная система продувки применяется двух типов — прямоточно-клапанная и прямоточно-бесклапанная!
Схема цилиндра с прямоточно-клапанной системой продувки показана на рис. 95. Продувочные окна расположены в нижней части цилиндра по всей его окружности. Выпуск производится через один или несколько клапанов, расположенных в крышке цилиндра. При движении поршня вниз сначала открываются выпускные клапаны и начинается выпуск, а затем в момент открытия верхней кромкой поршня продувочных окон (давление с цилиндре в этот момент становится равным давлению продувочного воздуха) начинается продувка. Продувочный воздух поднимается вверх, фронтально вытесняя продукты сгорания. Движение его вокруг оси цилиндра, благодаря тангенциальному наклону окон, осуществляется для достижения лучшего смесеобразования. При обратном движении поршня вверх закрываются выпускные клапаны и продувочные окна. Данная система продувки обладает целым рядом преимуществ, а именно:
1. Независимое от поршня управление открытием выпускных клапанов позволяет получить дозарядку (наддув) свежего воздуха и тем самым обеспечить возможность работы двигателя с высоким средним индикаторным давлением.
2. Совершенная очистка цилиндра от продуктов сгорания (?r = 0,04?0,06) при малом расходе продувочного воздуха.
3. Ввиду большой суммарной ширины продувочных окон высота их делается небольшой, что позволяет увеличить полезный ход поршня.
4. Симметричность рабочего цилиндра как в верхней его части (в крышке цилиндра), так и внизу.
5. Более благоприятные условия работы выпускных клапанов и поршня по сравнению с четырехтактными двигателями вследствие охлаждения их продувочным воздухом.
Диаграмма открытия окон прямоточноклапанной системы продувки показана на рис. 96. Площадь, выражающая «время- сечение» продувки F2, перевернутая в положение над осью абсцисс, наглядно показывает, что «время-сечение» продувки превышает «время-сечение» выпуска F3 на величину, определяемую площадью F5 при условии равенства масштабов площадей. На диаграмме показано, что продувочные окна закрываются в точке S' (раньше закрытия выпускных клапанов), а выпускные клапаны закрываются в точке А'.
Система продувки прямоточно-бесклапанная применяется в двигателях с противоположно движущимися поршнями. Схемы такого двигателя с различными передачами движения верхнего поршня 2 на коленчатый вал показаны на рис. 97. Продувочные (верхние) окна и выпускные (нижние) открываются при расходящемся движении поршней и закрываются при сходящемся их движении. Высота выпускных окон больше, чем продувочных, что позволяет осуществлять свободный выпуск и понижать давление в цилиндре до давления, равного давлению продувочного воздуха к моменту начала открытия продувочных окон. Открытие выпускных окон производится поршнем 1. Топливо в таком двигателе подается форсункой в пространство сжатия, образуемое между донышками поршней. В данной системе продувки путь продувочного воздуха минимальный, что позволяет осуществлять хорошую очистку цилиндра.
Диаграммы открытия окон прямоточно-бесклапанной системы продувки показаны на рис. 98. Диаграмма (рис. 98, а) показывает «время-сечение» при угле между мотылями верхнего и нижнего поршней 180°. Площадь F4 в этом случае выражает «время-сечение» потери свежего заряда. У нереверсивных двигателей иногда угол между мотылями делают (180—?0)° по направлению вращения вала, что позволяет производить дозарядку цилиндра свежим воздухом. Диаграмма открытия окон при угле между мотылями (180 — ?0)° показана на рис. 98, б. Площадь F4 в этом случае выражает «время-сечение» дозарядки (наддува) цилиндра продувочным воздухом. Прямоточная система продувки, особенно прямоточно-клапанная, нашла большое применение в судовых дизелях быстроходного типа. Совершенная очистка цилиндра при этой системе продувки позволяет достигнуть в указанных дизелях минимальных удельных расходов топлива.
|