К&М
Меню сайта
Форма входа
Категории раздела
Мои статьи [1]
Двигатели внутреннего сгорания [9]
Электроуправляемые приводы [1]
Элекроуправляемый привод СНВТ для ДВС [5]
Цикл статей
Поиск
Наш опрос
Оцените мой сайт
Всего ответов: 82
Друзья сайта
  • Официальный блог
  • Сообщество uCoz
  • FAQ по системе
  • Инструкции для uCoz

  • Сайты Поволжья
    Статистика

    Онлайн всего: 1
    Гостей: 1
    Пользователей: 0





    Rambler's Top100




    Понедельник, 18.12.2017, 09:55
    Приветствую Вас Гость | RSS
    Главная | Регистрация | Вход
    Каталог статей
    Главная » Статьи » Двигатели внутреннего сгорания

    Двухтактные или четырехтактные двигатели - перспективы развития двигателестроения.
    В. А. Корогодский к.т.н.

    При повышении нормативных требований на токсичность отработавших газов двигателей, для предприятий, которые выпускают двухтактные двигатели с искровым зажиганием, возникла дилемма – переход на выпуск четырехтактных двигателей или модернизация и изготовление новых двухтактных двигателей с системой непосредственного впрыска топлива.

    В настоящее время ведущими двигателестроительными фирмами, выпускающими двухтактные двигатели с непосредственным впрыском топлива, являются:
    • по выпуску автомобильных двигателей – «Orbital Engine Corporation», «General Motors», «Ford»;
    • по выпуску мотоциклетных двигателей – "Kawasaki", "MZ", "Bombardier-Rotax", "Tohatsu", "Peugeot", "Piaggio" и "Aprilia", использующие систему непосредственного впрыскивания топлива под названием "DiTech";
    • по выпуску двухтактных двигателей для водного транспорта –  ''Yamaha'', ''Mercury'' и, естественно, фирма "Evinrude",  использующая систему непосредственного впрыскивания топлива "E-Tec".
    Анализ последних разработок этих двигателестроительных фирм показал, что двухтактные двигатели с непосредственным впрыском топлива имеют меньше выбросов вредных веществ в отработавших газах даже в сравнении с четырехтактными двигателями с непосредственным впрыском топлива.

    Исследования модернизации двухтактных двигателей мотоциклов "Kawasaki" системой непосредственного впрыска топлива фирмы "Orbital Engine Corporation" (рабочий процесс OCP), показали, что на 88 % снижено содержание CnHm и на 72 % снижено содержание СО в отработавших газах. При этом на 30 – 40 % повышена топливная экономичность двигателя на частичных и мощностных режимах, а на режимах холостого хода до 70 % по сравнению с карбюраторной системой питания [2][3].

    Сравнение двухтактных двигателей "Kawasaki" с карбюратором и с системой непосредственного впрыска топлива "DI Fuel-Injected" проводились по индийскому циклу “Indian Drive Cycle”. С использованием газоанализатора "Vetronix PXA-1100" было определено количественное содержание вредных веществ в отработавших газах. Результаты исследований представлены в таблице [4].

    Сравнение двухтактных двигателей "Kawasaki" с карбюраторной системой питания и с системой непосредственного впрыска топлива "DI Fuel-Injected":


    Карбюраторная система питанияНепосредственный впрыск топлива% усовершенствования
    Топливная экономичность (км/литр)314132 %

    Выбросы вредных веществ в отработавших газах (г/км)
    Несгоревшие углеводороды (С6Н14)4,40,688 %
    Монооксид углерода (СО)1,30,472 %

    Фирма "Evinrude" объясняет низкое содержание вредных веществ в отработавших газах (суммарное количество несгоревших углеводородов CnHm и оксидов азота NOх составляет 17,6 г/(кВт • ч)) тем, что в двигателях исключаются потери топлива при продувке и используется автономная система смазки [5]. Смазка осуществляется при помощи лубрикационного насоса и разветвленной сети каналов, подающих масло к нуждающимся в смазке сопрягающимся поверхностям в количестве, зависящем от степени нагруженности каждого конкретного узла. Масло при этом с топливом не смешивается. Подача его, как и топлива, управляется электронным блоком. Специально для системы питания "E-Tec" было разработано особое масло "XF-100", которое при попадании в камеру сгорания полностью сгорает. При этом двигатели "Evinrude E-TEC" потребляют вдвое меньше масла, чем существующие впрысковые двухтактные, и на 75 % меньше, чем традиционные четырехтактные карбюраторные двигатели. Согласно данным фирмы "Bombardier", содержание оксида углерода (СО = 66,5 г/(кВт • ч)) в отработавших газах на частичных режимах и холостом ходу двигателя "Evinrude E-Tec" на 80 % меньше, чем у большинства четырехтактных двигателей, что объясняется организацией послойного сгорания топливовоздушной смеси. Двигатели "Evinrude E-Tec" по потреблению топлива являются более экономичными, чем четырехтактные двигатели той же мощности.

    Для снижения шума на двигателях с “E-Tec” применяется система настроенного выпуска, которая обеспечивает уровень шума (75,6 дБ) ниже, чем в четырехтактных двигателях аналогичной мощности.

    При этом двигатели "Evinrude E-Tec" признаны лучшими двухтактными двигателями 2006 года и имеют статус CARB 3-star, что свидетельствует о минимальных выбросах вредных веществ в отработавших газах.

    Кроме того, применение системы непосредственного впрыскивания топлива на двухтактном двигателе позволяет по сравнению с обычным четырехтактным двигателем иметь на 60 – 80 % выше максимальную мощность. При этом использование непосредственного впрыска топлива позволяет снизить внешний объем двигателя на 70 %, вес на 50 % и стоимость на 20 % по сравнению с четырехтактным двигателем той же мощности.

    Таким образом, выполнение международного законодательства по выбросам вредных веществ в отработавших газах двигателей, основанное на ECE 40, ECE 47 и IDC drivecycles, возможно только при использовании системы непосредственного впрыскивания топлива. Дальнейшего снижения выбросов вредных веществ в атмосферу, не считая гибридных двигателей и использование водорода в качестве топлива, можно достигнуть как в двухтактных, так и в четырехтактных двигателях только за счет применения нейтрализатора отработавших газов.
    1. Корогодский В.А. Влияние степени сжатия и угла опережения зажигания на показатели рабочих процессов двигателя с непосредственным впрыском // Автомобильный транспорт. – Харьков: ХНАДУ. – 2005. – Вып. 16. – С. 312-315.
    2. Marco Nuti. "Emissions from Two-Stroke Engines," Society of Automotive Engineers, 1998, pg 85.
    3. Bryan Willson “Direct Injection as a Retrofit Strategy for Reducing Emissions from 2-Stroke Cycle Engines in Asia” Better Air Quality Asia Conference, 2002.
    4. Tim Bauer, Nathan Lorenz, Dr. Bryan Willson, “Emission Characterization of a Small Two-Stroke Engine Direct Injection Retro-Fit Kit with Carbureted Baseline Comparison” Better Air Quality Asia Conference 2004.
    5. http://www.evinrude.com
    Категория: Двигатели внутреннего сгорания | Добавил: masterkraya (21.06.2009)
    Просмотров: 3570 | Рейтинг: 5.0/1 |
    Всего комментариев: 0
    Кирилюк © 2017