يمتد المشروع إلى 8 سنوات - كنت سأعرف ، لم أكن لأشارك أبدًا: محرك ثنائي الأشواط

ذات مرة أدركت أن محرك Izh Planet لم يكن كافيًا بالنسبة لي وقررت تعديله جذريًا - لصنع أسطوانة خاصة بي. حتى المحرك تغير على طول الطريق. خلال الفترة التي قضاها ، تمكنت من إنهاء الدراسة ، والذهاب إلى إحدى الجامعات ، والخروج ، وبمعجزة ، الانتقال إلى أخرى والدراسة هناك لمدة 5 سنوات أخرى ، وما زلت أنهيتها بالفعل منذ عامين. إذا كنت قد علمت أنه سيمتد بهذه الطريقة ، فربما لم أكن لأكون متورطًا. نظرًا لأننا ندرك أن الوقت قد عاش نسبيًا في عصر واع ، فقد امتد بالنسبة لي نصف الوقت الذي عاشه.



مرت 6 سنوات على إصدار أول وآخر ملاحظة في هذا المشروع ( محرك ذو شوطين. CR620موصى به للمراجعة). ثم توقفت بسبب مشاكل الاستعانة بمصادر خارجية في تشغيل المعادن. البعض لا يستطيع ، والبعض لا يريد ، والبعض الآخر يفعل ذلك إلى أجل غير مسمى ، والبعض الآخر لا يريد إعادة التفاصيل. والمدينة التي أعيش فيها لها تاريخ صناعي مجيد وكانت مركز صناعة بتروفسك في القرن الثامن عشر ، ولكن يوجد الآن جذر واحد باسم المدينة والعديد من الشركات العاملة التي توظف حوالي نسبة قليلة من السكان من الماضي المجيد. والآن لم نكن في التسعينيات ولا حتى العقد الأول من القرن الحادي والعشرين ، عندما كان من الممكن التفاوض مع شخص من المصنع حتى يفعل شيئًا كهذا من أجلك. الآن لديهم وظيفة ونقطة تفتيش عند المدخل ، كما علمت لاحقًا - اسمية. هذه القصة كاملة مع نقل التفاصيل حيث يكذبون ، لا يصنعون ، البحث عن أماكن جديدة وما شابه ذلك من تجول استمر لعدة سنوات. اتضح أنهأنني تمكنت من صب الألومنيوم المصبوب بالقرب من السقيفة في داشا الوالدين ، ولكن لمعالجة ما لم يكن يبدو مشكلة في البداية - لا.





في الوقت نفسه ، قابلت أستاذًا من ورشة العمل الجامعية ، والذي سمح لي ، تحت الإشراف أولاً ، ثم بمفرده ، بالعمل على الآلات. المؤسف الوحيد هو أن الآلات كانت أكبر قليلاً من سطح المنضدة ولم يكن لدي فرصة للدخول فيها. ومع ذلك ، فقد صنعت أجزاء صغيرة منها للبيع وحصلت على أموال من مخرطة صناعية ، وإن كانت منتجة في مصنع مشكوك فيه بسمعته في ARSSR.





من المبنى الذي يمكنني فيه القيام بشيء ما ، كانت هناك قطعة 3x3m من حظيرة في منزل والدي و مرآب. لا يوجد مكان في ضوء آخر. قررت أن مشكلة الكهرباء كانت أسهل ونقلت الآلة إلى المرآب. هناك غسلته وفرزه ودرسته. يبدو أن هناك كهرباء في الجمعية التعاونية المقابلة من خلال الأدغال وطبقة أولية على بعد 10 أمتار. اتصلت برئيس مجلس الإدارة وطلبت منه دفع جميع الرسوم مقابل حق شراء الكهرباء من تعاونيته. كان ضدها بشكل قاطع. فييل. كما فشلت في إقناع جيران أصحاب المعاشات. فييل. كانت هناك فكرة لاستئجار مرآب مع الأصدقاء لتخزين وإصلاح السيارات. دعوا الإعلانات ، ذهبوا للبحث ، وفي كل مرة تنتهي المحادثة مع صاحب المبنى بعد مسألة تركيب الجهاز. فييل. تم تأجيل المشروع للعام المقبل كالمعتاد.



بحلول نهاية صيف العام التالي ، على ما يبدو ، لقد سئمت والدي كثيرًا بسبب أكوام النفايات من المسابك في البلاد (في رأيي ، لقد خففوا المناظر الطبيعية الريفية جيدًا وتخلصوا من جز العشب على بعد مترين منهم) لدرجة أنهم قرروا شراء مرآب بالقرب من المنزل والكهرباء ، بالفعل مع ثلاث مراحل على طول الجدار. هناك ، أخيرًا ، ظهرت المخرطة في الحياة ، وتمكنت من البدء في معالجة صب الأسطوانة بعد 2.5 سنة من التعرض.



عندما عالجت الصب أخيرًا ، واجهت مشكلة أخرى: لقد أبرمت اتفاقًا مع شخص يصنع طلاءات كلفانية فائقة الصلابة على أسطوانات محرك الاحتراق الداخلي وصمم الأسطوانة خصيصًا للطلاء ، وبينما مر الوقت ، كان الشخص قد توقف بالفعل عن القيام بذلك أو ببساطة لم يأخذها ، في حين أن الآخرين إما أنهم فعلوا ذلك باهظ الثمن ، أو بطريقة ما كانوا مرتبكين للغاية في الإجابات. بالإضافة إلى ذلك ، تم جعل آبار التخزين المؤقت عمودية ؛ عند التصميم ، لم أستطع التفكير مثل تقني ، لأنه لم يكن لدي قاعدة إنتاج خاصة بي. لم أستطع تحمل نفسي وأعطيتها للجانب حيث كانت الأسطوانة معلقة لمدة ستة أشهر. فقام المشروع ، وأردت أن أنهيه بحلول الصيف ، ولم يحدث أبدًا مرة أخرى. كان من الضروري عمل غلاف من الحديد الزهر ، ولكن بحلول ذلك الوقت فقط تراكمت العديد من الأفكار الجديدة بحيث أصبح المشروع البالغ من العمر 4 سنوات قديمًا ولم تكن هناك رغبة في جره.لذلك توقف هذا الفرع إلى الأبد.





تم تجهيز نسخة جديدة من الاسطوانة في فصل الشتاء. من هذه اللحظة يمكن حساب التسلسل الزمني للمشروع. السمة المميزة لها هي وفرة "الميكنة" - صمامان في قنوات العادم ومكبات في قنوات التطهير.

لنبدأ بنظرية صغيرة حول صمامات القدرة في محركات الاحتراق الداخلي ثنائية الأشواط.

المقدمة

حتى الآن ، يتم استخدام محركات ثنائية الشوط مع نفخ غرفة الكرنك للتحكم في قسم و / أو طور منفذ العادم. توفر هذه الأنظمة منحنى طاقة سلسًا. يتم إجراء تغيير المرحلة أو المقطع العرضي لمنفذ المنفذ باستخدام رفرف موجود في قناة المخرج. يعتمد موقعها على سرعة العمود المرفقي. يمكن أن يكون محرك المثبط هوائيًا أو ميكانيكيًا أو كهربائيًا. على سبيل المثال ، على محرك دراجة نارية Yamaha TZ500 عند سرعة دوران عالية ، حوالي 10500 دقيقة -1 ، تكون مرحلة العادم 202deg ، وعند انخفاض دورة في الدقيقة حوالي 180 درجة. يوضح الرسم التوضيحي تصميم صمام الطاقة Yamaha.





بالنسبة للمخرج ، بالنسبة للتطهير ، هناك أيضًا اعتماد على مرحلة التطهير المثلى على دورة في الدقيقة ، بسبب التنازل بين سرعة الغاز في تيار التطهير ، وفقدان الخليط الطازج عبر المخرج ، وحجم الخليط الطازج الذي يتم توفيره أثناء التطهير. هذا الاعتماد خطي ، كما يتضح من الرسم البياني أدناه.





على عكس منفذ المخرج ، تتميز قنوات التطهير أيضًا بزوايا الخروج: أفقية ورأسية. في حالة التفجير من خمس قنوات ، يتم الحصول على أربع زوايا أفقية غير صفرية ومختلفة وخمسة (اثنان لقنوات 1-4 وواحدة من أجل 5) زوايا عمودية.





الزوايا الأفقية لمنافذ التطهير: أ ، ب ، ج ، د





الزوايا الرأسية لقنوات التطهير الرئيسية



هذه الزوايا مطلوبة للحصول على حلقة تطهير مميزة. تسمى طريقة النفخ هذه بالنفخ الحلقي وهي توفر إزالة غازات العادم بكفاءة أكبر دون زيادة عدد الأجزاء المتحركة للمحرك وتعقيد تصميمه. لذلك ، في الوقت الحالي ، يتم استخدامه فقط في جميع المحركات ثنائية الشوط ، باستثناء محركات الديزل ثنائية الشوط. نظرًا لأهمية زوايا مخرج ممرات التطهير ، لا يمكن تطبيق الأساليب المستخدمة للتحكم في المخرج. حيث أنها إما ستخلق اضطرابات غير مرغوب فيها في قناة التطهير أو تغير زوايا خروجها.



المؤلفون [A. جراهام بيل. ضبط الأداء ثنائي الأشواط. Haynes Publishing ، 1999.] تدعي أن تذبذبات التردد الطبيعي تحدث أثناء التطهير.$$$f_{}$:

$$

$$f_{} = \frac {c_{ }} { 2 \pi* \sqrt { \frac { V_{}}{S_{}^2}*( {l_{} + 0,187[a_{}+h_{}])}} }, (1)$$

أين:

$$$_{}$ - سرعة الصوت في قناة التطهير ؛

$$$V_{}$ - حجم حجرة الكرنك دون مراعاة حجم قنوات التطهير ؛

$$$l_{}$ - متوسط ​​طول قناة التطهير ؛

$$$S_{}$ - متوسط ​​مساحة المقطع العرضي لقناة التطهير ؛

$$$a_{}$ - عرض المقطع العرضي الأوسط للقناة ؛

$$$h_{}$هو ارتفاع المقطع العرضي الأوسط للقناة.

التعبير$$$(l_{} + 0,187[a_{}+h_{}])$هو تصحيح يأخذ في الاعتبار تأثير مدخل قناة التطهير.

هذا التردد الطبيعي ،$$$f_{}$، يجب أن تكون مساوية لـ:

$$

$$2 f_{} = \frac {3n} { \phi _{}}, (2)$$

أين:

$$$n$ - نظافة ثورات العمود المرفقي للمحرك ؛

$$$\phi _{}$ - مرحلة التطهير.



وبالتالي ، من التعبير (2) ، يترتب على ذلك أن التردد الطبيعي للتذبذبات التي تنشأ أثناء التهوية يتناسب طرديًا مع سرعة المحرك ، لكن الجانب الأيمن من التعبير (1) لا يعتمد على سرعة العمود المرفقي. لذلك ، يعمل التطهير على النحو الأمثل فقط في نطاق ضيق من الثورات ، ولتوسيع نطاق التشغيل ، من الضروري إضافة الاعتماد على الثورات إلى الجانب الأيمن من التعبير (1). أسهل طريقة للقيام بذلك هي إدخال تبعية متوسط ​​مساحة المقطع العرضي لقناة التطهير على الثورات. من أجل عدم إدخال دوامات غير مرغوب فيها في تدفق الغاز في قناة التطهير ، من المستحسن تغيير المقطع العرضي لقنوات التطهير عن طريق تغيير عددها. على سبيل المثال ، استخدام البكرات التي تغلق بعض قنوات التطهير. في إطار هذا المشروع ، يُقترح حظر قنوات التطهير الإضافية باستخدام مكبات.





: ,



تم التحقيق في تأثير هذا الحل باستخدام محاكاة الكمبيوتر للتفجير في حزمة برامج SolidWorks Flow Simulation. يتم إجراء التطهير بفارق ضغط ثابت بين مدخل قنوات التطهير والمخرج من قناة المخرج. تم اعتبار المكبس ثابتًا وفي أسفل المركز الميت. لم يتم النظر في عمليات السحب والعادم. تم اختيار فرق الضغط من الفرق في الأحجام تحت المكبس في أسفل وأعلى مركز ميت وكان 0.6 كجم / سم 2. بسبب الافتراضات المذكورة أعلاه ، يمكن اعتبار نتائج الحساب في هذا التقريب الثابت نوعية دون تقييم كمي. لأنه ، على سبيل المثال ، من المستحيل فصل عمليات العادم والتطهير في الزمان أو المكان. هذه هي الصعوبة الرئيسية لمحاكاة الكمبيوتر للمحركات ثنائية الأشواط بنفخ غرفة الساعد.



توضح الأشكال أن إغلاق البكرات يؤثر بشكل كبير على توزيع معدلات التدفق ونوع حلقة التطهير: مع القنوات الإضافية المغلقة (وضع ثلاث قنوات) ، تزداد سرعة الغاز أثناء عملية التطهير وتصبح حلقة التطهير أكثر وضوحًا وبعيدة عن نافذة المخرج ، مما يقلل من فقد الخليط الطازج من خلال منفذ المخرج وتقليل نسبة الغاز المتبقي ، وفي الوقت نفسه ، يشير معدل التدفق المرتفع عند مخرج قنوات التطهير أثناء التطهير بثلاث قنوات إلى وجود عنق الزجاجة الذي سيحد من تدفق الغاز عبر المحرك ، وبالتالي القوة عند عدد دورات عالية في الدقيقة. في حالة الوضع ذي الخمس قنوات ، يجب أن يكون خلط الغازات أكبر ، مما يعني أن معامل الغازات المتبقية سيزداد ، ولكن في نفس الوقت تُلاحظ سرعة أقل ، وتصبح قناة العادم "عنق زجاجة"مما يقلل من فقدان المزيج الطازج من خلاله.





2000 ( )





2000 ( )



بالإضافة إلى البكرات في قنوات التطهير ، من المخطط تركيب صمام طاقة (MC) في قناة المخرج للتحقق من التشغيل المشترك لكلا النظامين. يعتبر الصمام على شكل بكرة قطاع هو الأنسب لمشغل MK. هذا يرجع إلى حقيقة أن حافة رفرف صمام الطاقة هذا في النطاق الكامل لضربة العمل قريبة قدر الإمكان من سطح عمل الأسطوانة (أي ، بزاوية دوران صغيرة ، يكون مسار الحركة إلى النقطة الموجودة على حافة الصمام قريبًا من خط مستقيم) ، وليس فقط في الموضع السفلي ، كما في في حالة بكرة أسطوانية أو بوابة مائلة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن هذا التصميم المخمد لا يخلق دوامات قوية خلفه ، حيث يتحرك مخمد البوابة بالتوازي مع محور الأسطوانة.





رفرف صمام الطاقة (MK) في الحالة المنخفضة





تطهير باستخدام مكبات مغلقة في قنوات تطهير إضافية ومخمد MK منخفض

تطوير نموذج

استنادًا إلى المعلومات (الجدول) التي تم الحصول عليها أثناء دراسة الأسطوانات للدراجات النارية Kawasaki KX500 و Honda CR500 و Yamaha YZ490 و CZ 514 ، تم اختيار مراحل التطهير والعادم بما يعادل 125 درجة و 186 درجة ، على التوالي ، مع صمام طاقة مغلق تمامًا ، يتم تقليل مرحلة العادم إلى 156 درجة. تم اختيار عدد قنوات التطهير ليكون خمسة والمخرج من نافذتين رئيسيتين ومنفذين إضافيين. تم تركيب صمام البتلة في المدخل.



ملاحظة: إذا كانت الخلية تحتوي على معلمتين لارتفاع نافذة المخرج أو مرحلة التحرير ، فإن الأول يشير إلى الحالة مع MC مغلق تمامًا ، والثاني مفتوح.



بعد قياسات عناصر المحرك الأساسي المتزاوجة مع الأسطوانة ، تم إنشاء نموذج صلب ثلاثي الأبعاد لقنوات توزيع الغاز والتجاويف المرتبطة بها. تم عمل جميع الرسومات باستخدام حزمة برامج SolidWorks.





نموذج صلب لقنوات توزيع الغاز



يتيح لك البدء بنموذج صلب للقنوات تقليل عدد نقاط الصب السميكة وتقليل وزنها. في الخطوة التالية ، تم بناء غلاف بسماكة جدار 4-6 مم وشفة تثبيت سفلية حول نموذج القناة.





غلاف القناة بدون انقطاع نموذج القناة



تم الحصول على سترة التبريد من خلال إنشاء غلاف ثانٍ حول غلاف القناة ، بحيث تبقى مسافة 6-10 مم بين كلا الغلافين في النقاط الساخنة (الجزء العلوي من الأسطوانة وقنوات التفريغ). يبلغ سمك جدار غلاف قنوات التبريد حوالي 4 مم. يقع مدخل سترة التبريد في الجزء السفلي من الأسطوانة أسفل قناة العادم وفوق الحافة العلوية لقنوات التطهير ، يغطي الغلاف محيط الأسطوانة بالكامل. أيضا في هذه المرحلة تم بناء طائرات أغطية توزيع الغاز وفلنجات السحب والعادم.





نموذج صلب لأسطوانة بدون قطع



لنموذج القناة يتم الحصول على نموذج الأسطوانة عن طريق الطرح من نموذج القناة الذي تم الحصول عليه في المرحلة السابقة ، وبالتالي يشكل نموذج القناة تجاويف. علاوة على ذلك ، تم وضع علامات على ثقوب التثبيت ، وتحمل الإنزال والبطانات. هذا يكمل بناء نموذج الاسطوانة.









تم تنفيذ بناء البطانة والمكبات بنفس الطريقة عن طريق طرح نموذج القنوات من "الفراغات" الصلبة المقابلة.



اتضح والكثير من النص ، لذلك بالنسبة إلى sim ، أنهيت هذا الجزء. سيخبرنا التالي عن تصنيع معدات السبك وتنفيذ صب الأسطوانة.



الجزء التالي: محركك ثنائي الأشواط: صندوق رمل وكعك عيد الفصح و 10 كجم من المعدن المنصهر