Как увеличить мощность двухтактного двигателя

ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ФОРСИРОВКИ

Для успешной форсировки 2-х тактного двигателя необходимо выполнить комплекс мероприятий, который заключается в изменении основных параметров двигателя, изменении конструкции его основных деталей и узлов.

Мощность двухтактного двигателя зависит от многих факторов – степени сжатия в цилиндре, фаз газораспределения, площади сечения окон цилиндра, формы продувочных каналов, формы камеры сгорания и др.

Прежде, чем приступить к форсировке, необходимо определить свои возможности в области металлообработки и доступа к необходимым сталям и материалам.

Форсировка ведётся в следующем направлении:

1. Увеличение диффузора карбюратора и расширении “время-сечение” впускного окна (окон). (Возможна установка лепесткового клапана или золотника).

2. Увеличение степени сжатия в картере за счёт заполнения свободных объёмов, уменьшения диаметра щёк коленвала и срецвставки, уменьшения длины шатуна, подрезки торца картера или цилиндра.

3. Увеличение “время-сечение” перепускных окон.

4. Увеличение степени сжатия и изменении формы камеры сгорания.

5. Расширение “время-сечение” выпускного окна (окон).

6. Подбором специального резонатора выпуска, который изготовляется индивидуально для каждого двигателя.

7. Уменьшения потерь на трение за счет изменения числа, высоты и материала поршневых колец, применения серебрёных сепараторов в шатуне, изменения материала гильзы цилиндра, установка коренных подшипников с неметаллическим сепаратором.

8. Разгрузкой коленвала за счет замены цепной передачи на шестерёнчатую, с увеличенным передаточным отношением.

9. Сближением передаточных отношений коробки передач.

Все вышеперечисленные мероприятия выполняются в комплексе, что дает возможность увеличить мощность двигателя от 1,5 до 2,5 раза.

Более подробную информацию вы можете найти в книге Григорьева “Мотоцикл без секретов”.

Доработка цилиндра заключается в изменении фаз и материала гильзы.

Доработку следует вести в следующей последовательности.

1. Разгильзовываем цилиндр путем нагрева до необходимой температуры (греть можно паяльной лампой) и извлекаем гильзу.

2. Замеряем высоту окон и просчитываем фазы по формуле:

A= корень( L _ш 2 –R 2 sin a 2 ) – L _ш + R (1 – cos а )

Lш – длина шатуна

R – радиус кривошипа (ход поршня)

a – полуфаза, т. е. градус от нижней мёртвой точки

3. Изготавливаем новую гильзу из стали (ХВГ или 65Г) с новыми фазами. Фазы следует выбирать следующие: выпуск – 170-180° перепуск – 115-125°. Фазу впуска лучше не менять, а увеличить лишь ширину окна. Максимальная ширина всех окон допускается не более 0,67 диаметра цилиндра. Окна должны быть овальной формы с радиусом закруглений не менее 10мм. Следует помнить, что увеличение высоты перепускных окон по отношению к выпускным приводит к смещению крутящего момента в область более низких оборотов и наоборот. После изготовления гильзы из стали,её закаливают до 55-60 HRC, шлифуют.

4.При запрессовке гильзы в рубашку не следует задавать большой натяг на запрессовку, вполне

Доработка коленвала

Для увеличения максимальных оборотов двигателя необходимо уменьшить динамическую массу коленвала. Обычно это достигается обрезкой наружного диаметра щёк до минимального размера, который ограничивает выход шатуна.

Уменьшение динамической массы коленвала увеличивает максимальные обороты, улучшает “подхват” двигателя, но ухудшает крутящий момент во время троганья с места (на малом газу мотор будет глохнуть, а на большом колесо будет буксовать).

После установки подрезанного коленвала необходимо заполнить освободившееся пространство в картере алюминиевыми вставками в виде колец.

Идеальным вариантом считается изготовление нового коленвала и шатуна из высококачественных сталей (18ХГТА, 12ХН3А и им подобных) с последующей цементацией и закалкой.

Некоторые рекомендации по изготовлению коленвала.

Коленвал изготавливается в следующей последовательности:

1. Необходимо составить чертёж коленвала со всеми необходимыми размерами.

2. Выточить на токарном станке заготовки щёк с отверстиями под палец, с припусками на шлифовку, но без резьб.

3. Собрать заготовки коленвала с ложным пальцем и шатуном, отбалансировать за счёт выборки металла из щёк.

Расчёт балансировки коленвала.

X=0,6A-0,4B

где А – масса всего, что на верхней головке (поршень, кольца, сепаратор, и т. д.).

В – 0,336Р, где Р – масса верхней головки шатуна.

Х – масса груза, прикреплённого к верхней головке.

После вычисления X к верхней головке шатуна прикрепляется груз и коленвал балансируется на правильность противовеса. Балансировка производится выборкой металла из щёк.

4. Зацементировать заготовки и нарезать резьбы.

5. Закалить заготовки до необходимой твёрдости (55-58 HRC).

6. Прошлифовать или притереть отверстия под палец, задав необходимый натяг (0,06-0,08мм), прошлифовать внутреннюю поверхность щёк.

7. Собрать щёки с “ложным” пальцем, выверять до минимального биения и прошлифовать наружные поверхности щёк, посадочные цапфы и конуса.

8. Разобрать щёки.

Теперь можно производить сборку с “рабочим” пальцем и шатуном, и выверять биение в центрах. Коренные подшипники на цапфы лучше сажать с зазором 0,01-0,02мм, что упростит сборку-разборку мотора и даст дополнительную свободу подшипникам на максимальных оборотах.

Читать еще: Рыбалка на вертушку

Выпускная система

На мощность двигателя существенное влияние оказывает выпускная система, которая обычно состоит из резонатора и глушащей насадки. Форма и размеры резонатора оказывают влияние на всю характеристику двигателя.

Для каждого конкретного двигателя рекомендуется подбирать свой резонатор. Его можно расчитать по формуле, которая есть в книге Григорьева “Мотоцикл без секретов”.

Настроить резонатор на необходимую вам характеристику мотора можно меняя длину прямых участков резонатора: участка после обратного конуса (трубка между резонатором и глушащей насадкой) и переходного патрубка от цилиндра к резонатору.

Рекомендуемая толщина металла для изготовления резонатора не должна превышать 0,8 мм, при большей толщине он перестаёт эффективно работать. Крепить резонатор к цилиндру и ходовой лучше не жёстко, с помощью пружин.

Передаточные отношения.

Можно провести все необходимые работы по форсировке двигателя, но не получить ожидаемых результатов. Виной этому может являться неправильно подобранные передаточные отношения между коленвалом и сцеплением и передаточные числа в коробке передач.

После форсировки двигателя мощностной участок смещается в сторону более высоких оборотов и имеет более узкий диапазон.

Чтобы его правильно использовать, необходимо увеличить передаточное отношение между коленвалом и коробкой передач в 1,5-2,5 раза, заменить цепную передачу на шестерёнчатую с малым модулем зуба, имеющую более высокий КПД. Именно эта замена позволит получить хороший подхват мотора на всех режимах работы. Необходимо просчитать передаточные отношения в коробке передач и при необходимости их сблизить, чтобы не было больших промежутков и они были примерно равные.

Работа двухтактного двигателя

Помимо всем известных четырехтактных двигателей, которые используются в автомобилях, есть еще двигатели двухтактного действия, которые устанавливают на технические агрегаты: бензопилы, мотоциклы, газонокосилки, квадроциклы, скутеры, моторные лодки и т.д. Основное отличие двухтактного от четырехтактного двигателя — это принцип работы ДВС. Кроме этого, 2-х тактные моторы меньше по габаритам, способны развивать меньшую мощность и, следовательно, имеют меньший КПД.

Устройство двухтактного двигателя.
Принцип работы 2-х тактного ДВС.
Как увеличить мощность двигателя своими руками?
Как увеличить тягу?
Проблема с продувкой после увеличения мощности.
Видео.

Устройство двухтактного двигателя

Конструкция такого мотора проще, чем у четырехтактного. В двухтактного ДВС нет газораспределительного механизма. Двигатель состоит из блока цилиндра, в котором располагается коленвал на подшипниках.

Головка шатуна ложится в специальное для нее место — шейка вала. Между головкой шатуна и шейкой вала — вкладыши, которые фиксируются корончатыми гайками.

Верхняя часть шатуна крепится с поршнем посредством пальца. Палец — это пустотелый цилиндр, который служит соединительными элементом конструкции шатун-поршень.

На поршне в специальные канавки по периметру в верхней части устанавливаются компрессионные кольца, от которых зависит компрессия двигателя.

Движущим элементом в двигателе внутреннего сгорания является топливно-воздушная смесь, которая сгорая создает энергию, толкающая поршень вниз. От движения поршня вверх-вниз происходит вращения коленчатого вала. На коленвале закрепляется маховик, который передает вращение дальше, то есть валу коробки и так далее.

Охлаждение двухтактного двигателя осуществляется через ребра наружного блока. Кроме внешнего охлаждения, некоторая часть охлаждения идет от масла, которое содержится в бензине.

В двухтактные двигатели заливается бензин, в которое добавлено специальное моторное масло. Например, для газонокосилки Штиль, на 5 литров бензина, надо добавить 100 грамм, то есть, соотношение бензина к маслу 50:1. Именно столько количества масла отлично смазывает трущиеся поверхности цилиндр с кольцами поршня.

Принцип работы

Один оборот коленчатого вала является одним циклом рабочего процесса двигателя внутреннего сгорания.

Топливо (бензин+масло) с воздухом подается в рабочую камеру сгорания цилиндра, после чего за счет образования искры свечи зажигания, происходит взрыв горючей смеси, энергия которой резко отталкивает поршень вниз.

В картер двигателя топливная смесь попадает через окно, открывающееся за счет вакуума при движении поршня вверх от нижней мертвой точки (НМТ) к верхней (ВМТ). При этом движении также открывается окно для выброса газов сгоревшей смеси. Через милисекунды открывается продувочное окно. Через продувочное окно подается новая порция топлива.

Как повысить мощность

Как и 4-х тактные двигатели, 2-х тактные можно усовершенствовать, сделать, так называемый, чип-тюнинг.

Для повышения мощности ДВС можно сделать следующее:

Расточить выпускное отверстие, чтобы отработавшие газы выходили полностью.
Улучшить эффект продувки. Продувка — это удаление отработавших газов и наполнение рабочего объема цилиндра новой порцией топливной смеси. Сделать нужно так, чтобы через впускное окно успевало впрыскиваться топливо в камеру сгорания. Если топливо не будет в нужном объеме поступать в камеру сгорания, то в картере мотора будет скапливаться топливо. Поэтому, для качественного заполнения топливом рабочей части цилиндра, требуется увеличить диаметр отверстия выпускного окна (выброса отработавших газов).
Можно применять на карбюраторе вихревой диффузор. Вихревой диффузор называют также нулевой. За счет этого диффузора за меньший период времени будет поступать в цилиндр больше топлива.
На глушитель вмонтировать специальный резонатор, подходящий по оборотам к конкретному двигателю. Резонатор делает так, чтобы не сгоревшая топливная смесь, возвращалась обратно в цилиндры. Это эффективно, когда в цилиндре происходит не полное сгорание смеси.

Читать еще: Прогноз клева в ростове на дону

Чтобы часть цилиндра под поршнем заполнялась полностью, надо осмотреть впускные и выпускные каналы, возможно, на отверстиях есть царапины, задиры, сколы. Такие мелкие дефекты влияют на скорость движения топлива и газов.

Для лучшего эффекта повышения мощности можно отфрезеровать и затем отшлифовать головка блока цилиндров (ГБЦ).

Не рекомендуется уменьшать вес деталей двигателя, так как из-за увеличения разности противовеса, нарушения центра тяжести, может увеличиться торцевое биение маховика и коленвала.

Как увеличить тягу

Тяга двухтактных моторов зависит от открытия дроссельной заслонки. С резким возрастание оборотов двигателя, возрастает тяга. Отсюда следует, что, для того, чтобы уменьшить время разгона ДВС, надо увеличить рабочий объем цилиндра.

Когда двигатель работает на низких оборотах, качественная тяга повышает приемистость, увеличивает скорость разгона — ускорение.

Тягу также можно увеличить путем замены клапанов на специальные и настроить их так, чтобы они держались в открытом положении дольше, чем обычные.

Проблема с продувкой

Чем выше обороты коленвала, тем больше мощность. Но, конструкция двухтактных двигателей имеет такую особенность — чем быстрее начинает двигаться поршень, тем хуже продувается камера сгорания цилиндра, так как окна подачи и выпуска отработавших газов остаются открытыми очень мало времени.

Камерная продувка — это удаление газов и впрыск топлива в цилиндр из картера. Топливо начинает всасываться и находиться в картере при движении поршня вверх. Затем, когда поршень идет вниз, впускной канал закрывается и открывается продувочное окно, через которое подается новая порция топлива и выгоняются газы отработавшей предыдущей смеси топлива (смотрите рисунок выше, посередине).

Такая простая конструкция двухтактного двигателя исключает необходимость устанавливать газораспределительный механизм (ГРМ), насоса продувки, клапанов и узла смазки.

Продувка во время работы двухтактного двигателя на холостом ходу (ХХ) осуществляется по-другому. Во время работы на ХХ, продувка осуществляется открыванием на маленький угол заслонки. Такая продувка не качественная, поэтому на холостом ходу, многие наверное замечали, двигатель бензопилы или газонокосилки работает не стабильно. Что касается бензопилы, например, Echo (Эхо), то там надо наполовину вытягивать подсос.

Одноцилиндровый двухтактный двигатель имеет контурную продувку, то есть щелевую. В нижней части цилиндра в стенке есть специальная щель, через которую происходит газораспределение. В такте сжатия и рабочего хода, то есть когда поршень вверх, отверстия впуска и продувки должны быть закрытыми.

Контурная продувка — это предпоршневой объем (цилиндр под поршнем) представляет собой продувочный насос. Такая конструкция позволяет делать двигатели самых малых габаритов.

Видео

На скутеры устанавливаются двухтактные двигатели 2Т или 4 Т. Какой лучше?

Анимация работы двухтактного двигателя.

Двухтактный двигатель Stihl (Штиль) в разрезе.

В этом видео — работа двухтакного двигателя.

Как увеличить мощность двухтактного двигателя

JS – Japan Scooter

Рейтинг: 0 / 0
P.M.

При движении поршня от ВМТ к НМТ объем между поршнем и головкой цилиндра увеличивается, а объем, состоящий из объема кривошипной камеры и объема под поршнем уменьшается. При движении поршня от НМТ к ВМТ объем в кривошипной камере увеличивается, а объем над поршнем уменьшается.

Рассмотрим 1-й такт двигателя (в 2-х тактном двигателе такты специальных названий не имеют). Поршень движется от ВМТ к НМТ.

-сначала нижняя кромка поршня перекрывает впускное окно, соединяющее источник свежей бензо-воздушной смеси (карбюратор) с кривошипной камерой;
-затем верхняя кромка поршня открывает выпускное окно;
-затем верхняя кромка поршня открывает перепускной канал.

При этом происходит следующее:

-сжатие свежей смеси в кривошипной камере (после закрытия впускного окна);
-догорание смеси и расширение газов (до открытия выпускного окна);
-выпуск отработавших газов (после открытия выпускного окна до открытия перепускного канала);
-выпуск отработавших газов и наполнение цилиндра сжатой свежей смесью из кривошипной камеры через перепускной канал (после открытия этого канала).

2-й такт. Поршень движется от НМТ к ВМТ. При этом газораспределение происходит в обратном порядке: закрывается перепускной канал, закрывается выпускной канал и, наконец, открывается впускной канал.

Происходят следующие процессы:

-до закрытия перепускного канала продолжается наполнение цилиндра;
-до закрытия выпускного канала происходит частичный выброс свежего заряда из цилиндра;
-после закрытия выпускного канала свежая смесь в цилиндре сжимается и при нахождении поршня вблизи ВМТ поджигается свечей зажигания;
-после открытия впускного канала свежая смесь по ступает в кривошипную камеру под действием разре жения, образовавшегося там при движении поршня к ВМТ.

Процессы, происходящие в цилиндре двигателя внутреннего сгорания, совершаются в следующей последовательности: наполнение, сжатие, сгорание, расширение и выпуск.

Некоторые из этих процессов могут быть совмещены во времени, например, наполнение и выпуск в 2-х тактных двигателях.

Мощность двухтактного двигателя при одинаковых размерах цилиндра и частоте вращения вала теоретически в два раза больше четырехтактного за счет большего числа рабочих циклов. Однако неполное использование хода поршня для расширения, худшее освобождение цилиндра от остаточных газов и затраты части вырабатываемой мощности на продувку приводят практически к увеличению мощности только на 60. 70%.

Рассмотрим конструкцию ДВС, показанную на рисунке 1

Двигатель состоит из картера, в который на подшипниках с двух сторон установлен коленчатый вал и цилиндра. Внутри цилиндра движется поршень – металлический стакан, опоясанный пружинящими кольцами (поршневые кольца), вложенными в канавки на поршне. Поршневые кольца не пропускают газов, образующихся при сгорании топлива, в промежутке между поршнем и стенками цилиндра. Поршень снабжен металлическим стержнем – пальцем, он соединяет поршень с шатуном. Шатун передаёт прямолинейное возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала. Далее уже, в частности на мотороллере, вращательное движение передается на вариатор.
Смазка всех трущихся поверхностей и подшипников внутри двухтактных двигателей происходит с помощью топливной смеси, в которое подмешано необходимое количество масла. Из рисунка 1 видно, что топливная смесь (желтый цвет) попадает и в кривошипную камеру двигателя (это та полость, где закреплен и вращается коленчатый вал), и в цилиндр. Смазки там нигде нет, а если бы и была, то смылась топливной смесью. Вот по этой причине масло и добавляют в определенной пропорции к бензину. Тип масла используется специальный, именно для двухтактных двигателей. Оно должно выдерживать высокие температуры и сгорая вместе с топливом оставлять минимум зольных отложений

Теперь о принципе работы.

Весь рабочий цикл в двигателе осуществляется за два такта.

1. Такт сжатия. Поршень перемещается от нижней мертвой точки поршня (в этом положении поршень находится на рис. 2, далее это положение называем сокращенно НМТ) к верхней мертвой точке поршня (положение поршня на рис. 3, далее ВМТ), перекрывая сначала продувочное 2, а затем выпускное 3 окна. После закрытия поршнем выпускного окна в цилиндре начинается сжатие ранее поступившей в него горючей смеси. Одновременно в кривошипной камере 1 вследствие ее герметичности и после того как поршень перекрывает продувочные окна 2, под поршнем создается разряжение, под действием которого из карбюратора через впускное окно и открывающийся клапан поступает горючая смесь в кривошипную камеру.

Такт рабочего хода

2. Такт рабочего хода. При положении поршня около ВМТ сжатая рабочая смесь (1 на рис. 3) воспламеняется электрической искрой от свечи, в результате чего температура и давление газов резко возрастают. Под действием теплового расширения газов поршень перемещается к НМТ, при этом расширяющиеся газы совершают полезную работу. Одновременно, опускаясь вниз, поршень создает высокое давление в кривошипной камере (сжимая топливо-воздушную смесь в ней). Под действием давления клапан закрывается, не давая таким образом горючей смеси снова попасть во впускной коллектор и затем в карбюратор.

Когда поршень дойдет до выпускного окна (1 на рис. 4), оно открывается и начнется выпуск отработавших газов в атмосферу, давление в цилиндре понижается. При дальнейшем перемещении поршень открывает продувочное окно (1 на рис. 5) и сжатая в кривошипной камере горючая смесь поступает по каналу (2 на рис. 5), заполняя цилиндр и осуществляя продувку его от остатков отработавших газов.

Далее цикл повторяется.

Стоит упомянуть о принципе зажигания. Так как топливной смеси нужно время для воспламенения, искра на свече появляется чуть раньше, чем поршень достигает ВМТ. В идеале, чем быстрей движения поршня, тем раньше должно быть зажигание, потому-что поршень от момента искры быстрее доходит до ВМТ. Существуют механические и электронные устройства, меняющие угол зажигания в зависимости от оборотов двигателя.

Оценка статьи:

Загрузка...