Η ποιότητα λειτουργίας του κινητήρα εσωτερικής καύσης ενός αυτοκινήτου εξαρτάται από πολλούς παράγοντες, όπως η ισχύς, η απόδοση και ο όγκος του κυλίνδρου.
Ο χρονισμός της βαλβίδας σε έναν κινητήρα έχει μεγάλη σημασία και η απόδοση του κινητήρα εσωτερικής καύσης, η απόκριση στο γκάζι και η σταθερότητα στις στροφές ρελαντί εξαρτώνται από τον τρόπο επικάλυψης των βαλβίδων.
Σε τυπικούς απλούς κινητήρες, ο χρονισμός δεν αλλάζει και τέτοιοι κινητήρες δεν είναι ιδιαίτερα αποδοτικοί. Αλλά πρόσφατα, όλο και πιο συχνά σε αυτοκίνητα κορυφαίων εταιρειών όπως Honda, Mercedes, Toyota, Audi, μονάδες ισχύος με δυνατότητα αλλαγής της μετατόπισης των εκκεντροφόρων καθώς αλλάζει ο αριθμός των στροφών στον κινητήρα εσωτερικής καύσης.
Διάγραμμα χρονισμού βαλβίδων ενός δίχρονου κινητήρα
Ένας δίχρονος κινητήρας διαφέρει από έναν τετράχρονο κινητήρα στο ότι ο κύκλος λειτουργίας του γίνεται σε μία περιστροφή του στροφαλοφόρου άξονα, ενώ σε έναν τετράχρονο κινητήρα εσωτερικής καύσης γίνεται σε δύο στροφές. Ο χρονισμός της βαλβίδας στον κινητήρα εσωτερικής καύσης καθορίζεται από τη διάρκεια του ανοίγματος των βαλβίδων - εξάτμιση και εισαγωγή· η γωνία επικάλυψης της βαλβίδας υποδεικνύεται σε μοίρες θέσης c/v.
Σε τετράχρονους κινητήρες, ο κύκλος πλήρωσης του μείγματος εργασίας συμβαίνει 10-20 μοίρες πριν το έμβολο φτάσει στο ανώτερο νεκρό σημείο και τελειώνει μετά από 45-65º και σε ορισμένους κινητήρες εσωτερικής καύσης ακόμη αργότερα (έως και εκατό μοίρες), μετά το έμβολο έχει περάσει το κάτω σημείο. Η συνολική διάρκεια εισαγωγής στους τετράχρονους κινητήρες μπορεί να διαρκέσει 240-300 μοίρες, γεγονός που εξασφαλίζει καλό γέμισμα των κυλίνδρων με το μείγμα εργασίας.
Στους 2χρονους κινητήρες, η διάρκεια της εισαγωγής του μείγματος αέρα-καυσίμου διαρκεί περίπου 120-150º στη στροφή του στροφαλοφόρου άξονα και ο καθαρισμός διαρκεί επίσης λιγότερο, επομένως η πλήρωση με το μείγμα εργασίας και ο καθαρισμός των καυσαερίων σε δίχρονους κινητήρες εσωτερικής καύσης είναι πάντα χειρότερο από ό,τι στις τετράχρονες μονάδες ισχύος. Το παρακάτω σχήμα δείχνει το διάγραμμα χρονισμού βαλβίδων ενός δίχρονου κινητήρα μοτοσικλέτας, κινητήρα K-175. 
Οι δίχρονοι κινητήρες χρησιμοποιούνται σπάνια στα αυτοκίνητα, καθώς έχουν χαμηλότερη απόδοση, χειρότερη απόδοση και κακό καθαρισμό των καυσαερίων από επιβλαβείς ακαθαρσίες. Ο τελευταίος παράγοντας είναι ιδιαίτερα σημαντικός - λόγω των αυστηρότερων περιβαλλοντικών προτύπων, είναι σημαντικό τα καυσαέρια του κινητήρα να περιέχουν μια ελάχιστη ποσότητα CO.
Ωστόσο, οι δίχρονοι κινητήρες εσωτερικής καύσης έχουν επίσης τα πλεονεκτήματά τους, ειδικά τα μοντέλα ντίζελ:
- Οι μονάδες ισχύος είναι πιο συμπαγείς και ελαφρύτερες.
- είναι φθηνότερα?
- Ένας δίχρονος κινητήρας επιταχύνει πιο γρήγορα.
Πολλά αυτοκίνητα στις δεκαετίες του '70 και του '80 του περασμένου αιώνα ήταν κυρίως εξοπλισμένα με κινητήρες καρμπυρατέρ με σύστημα ανάφλεξης με τράτα, αλλά πολλές κορυφαίες εταιρείες αυτοκινήτων άρχισαν ακόμη και τότε να εξοπλίζουν τους κινητήρες με ένα ηλεκτρονικό σύστημα ελέγχου κινητήρα, στο οποίο όλες οι κύριες διαδικασίες ήταν ελέγχεται από ένα μόνο μπλοκ (ECU). Τώρα σχεδόν όλα τα σύγχρονα αυτοκίνητα διαθέτουν ECM - το ηλεκτρονικό σύστημα χρησιμοποιείται όχι μόνο στη βενζίνη, αλλά και σε κινητήρες εσωτερικής καύσης ντίζελ.
Τα σύγχρονα ηλεκτρονικά περιέχουν διάφορους αισθητήρες που παρακολουθούν τη λειτουργία του κινητήρα, στέλνοντας σήματα στη μονάδα σχετικά με την κατάσταση της μονάδας ισχύος. Με βάση όλα τα δεδομένα από τους αισθητήρες, η ECU λαμβάνει μια απόφαση - πόσο καύσιμο χρειάζεται να τροφοδοτηθεί στους κυλίνδρους σε ορισμένα φορτία (ταχύτητα), ποιος χρονισμός ανάφλεξης πρέπει να ρυθμιστεί.
Ο αισθητήρας χρονισμού βαλβίδας έχει άλλο όνομα - ο αισθητήρας θέσης εκκεντροφόρου (CPS), καθορίζει τη θέση του ιμάντα χρονισμού σε σχέση με τον στροφαλοφόρο άξονα. Οι ενδείξεις του καθορίζουν την αναλογία με την οποία θα παρέχεται καύσιμο στους κυλίνδρους, ανάλογα με τον αριθμό των στροφών και το χρόνο ανάφλεξης. Εάν το DPRV δεν λειτουργεί, αυτό σημαίνει ότι οι φάσεις του ιμάντα χρονισμού δεν ελέγχονται και η ECU δεν "ξέρει" με ποια σειρά είναι απαραίτητο να τροφοδοτήσει καύσιμο στους κυλίνδρους. Ως αποτέλεσμα, η κατανάλωση καυσίμου αυξάνεται, καθώς η βενζίνη (ντίζελ) παρέχεται σε όλους τους κυλίνδρους ταυτόχρονα, ο κινητήρας λειτουργεί ασυνεπής και σε ορισμένα μοντέλα αυτοκινήτων ο κινητήρας εσωτερικής καύσης δεν ξεκινά καθόλου. 
Ρυθμιστής χρονισμού βαλβίδας
Στις αρχές της δεκαετίας του 90 του 20ου αιώνα, άρχισαν να παράγονται οι πρώτοι κινητήρες με αυτόματη αλλαγή χρονισμού, αλλά εδώ δεν ήταν πλέον ο αισθητήρας που έλεγχε τη θέση του στροφαλοφόρου άξονα, αλλά οι ίδιες οι φάσεις μετατοπίστηκαν άμεσα. Η αρχή λειτουργίας ενός τέτοιου συστήματος είναι η εξής:
- ο εκκεντροφόρος είναι συνδεδεμένος με υδραυλικό σύνδεσμο.
- Ο εκκεντροφόρος είναι επίσης συνδεδεμένος σε αυτόν τον συμπλέκτη.
- σε ρελαντί και χαμηλές στροφές, το γρανάζι εκκεντροφόρου με τον εκκεντροφόρο είναι στερεωμένο στην τυπική θέση, όπως τοποθετήθηκε σύμφωνα με τα σημάδια.
- όταν η ταχύτητα αυξάνεται υπό την επίδραση του υδραυλικού συστήματος, ο συμπλέκτης στρέφει τον εκκεντροφόρο άξονα σε σχέση με τον οδοντωτό τροχό (εκκεντροφόρος άξονας) και οι φάσεις χρονισμού μετατοπίζονται - τα έκκεντρα εκκεντροφόρου ανοίγουν τις βαλβίδες νωρίτερα.
Μία από τις πρώτες τέτοιες εξελίξεις (VANOS) χρησιμοποιήθηκε στους κινητήρες BMW M50· οι πρώτοι κινητήρες με μεταβλητό χρονισμό βαλβίδων εμφανίστηκαν το 1992. Πρέπει να σημειωθεί ότι αρχικά το VANOS εγκαταστάθηκε μόνο στον εκκεντροφόρο εισαγωγής (οι κινητήρες M50 έχουν σύστημα χρονισμού δύο αξόνων) και από το 1996 άρχισε να χρησιμοποιείται το σύστημα Double VANOS, με τη βοήθεια του οποίου η θέση της εξάτμισης και οι εκκεντροφόροι εισαγωγής είχαν ήδη ρυθμιστεί. 
Τι πλεονέκτημα παρέχει ένας ρυθμιστής χρονισμού; Στο ρελαντί, η επικάλυψη χρονισμού βαλβίδων πρακτικά δεν απαιτείται και σε αυτήν την περίπτωση βλάπτει ακόμη και τον κινητήρα, καθώς όταν αλλάζουν οι εκκεντροφόροι, τα καυσαέρια μπορούν να εισέλθουν στην πολλαπλή εισαγωγής και μέρος του καυσίμου θα εισέλθει στο σύστημα εξάτμισης χωρίς να καεί εντελώς. Αλλά όταν ο κινητήρας λειτουργεί με τη μέγιστη ισχύ, οι φάσεις πρέπει να είναι όσο το δυνατόν ευρύτερες και όσο υψηλότερη είναι η ταχύτητα, τόσο περισσότερη επικάλυψη βαλβίδων απαιτείται. Ο συμπλέκτης χρονισμού καθιστά δυνατή την αποτελεσματική πλήρωση των κυλίνδρων με το μείγμα εργασίας, πράγμα που σημαίνει αύξηση της απόδοσης του κινητήρα και αύξηση της ισχύος του. Ταυτόχρονα, στο ρελαντί, οι r/άξονες με τον συμπλέκτη είναι στην αρχική τους κατάσταση και η καύση του μείγματος γίνεται πλήρως. Αποδεικνύεται ότι ο ρυθμιστής φάσης αυξάνει τη δυναμική και την ισχύ του κινητήρα εσωτερικής καύσης, ενώ η κατανάλωση καυσίμου είναι αρκετά οικονομική.
Το σύστημα μεταβλητού χρονισμού βαλβίδων (VPV) παρέχει χαμηλότερη κατανάλωση καυσίμου, μειώνει το επίπεδο CO στα καυσαέρια και επιτρέπει την πιο αποτελεσματική χρήση της ισχύος του κινητήρα εσωτερικής καύσης. Διαφορετικές παγκόσμιες αυτοκινητοβιομηχανίες έχουν αναπτύξει το δικό τους SIFG, το οποίο εφαρμόζει όχι μόνο αλλαγές στη θέση των εκκεντροφόρων, αλλά και στο επίπεδο ανύψωσης της βαλβίδας στην κυλινδροκεφαλή. Για παράδειγμα, η Nissan χρησιμοποιεί ένα σύστημα CVTCS που ελέγχεται από μια μεταβλητή βαλβίδα χρονισμού βαλβίδας (ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα). Στο ρελαντί, αυτή η βαλβίδα είναι ανοιχτή και δεν δημιουργεί πίεση, επομένως οι εκκεντροφόροι είναι στην αρχική τους κατάσταση. Η βαλβίδα ανοίγματος αυξάνει την πίεση στο σύστημα και όσο υψηλότερη είναι, τόσο μεγαλύτερη είναι η γωνία κίνησης των εκκεντροφόρων. 
Πρέπει να σημειωθεί ότι τα SIFG χρησιμοποιούνται κυρίως σε κινητήρες με δύο εκκεντροφόρους, όπου είναι εγκατεστημένες 4 βαλβίδες στους κυλίνδρους - 2 εισαγωγής και 2 εξαγωγής.
Εργαλεία για τη ρύθμιση του χρονισμού βαλβίδων
Προκειμένου ο κινητήρας να λειτουργεί χωρίς διακοπή, είναι σημαντικό να ρυθμίσετε σωστά τον χρονισμό και να εγκαταστήσετε τους εκκεντροφόρους στην επιθυμητή θέση σε σχέση με τον στροφαλοφόρο άξονα. Σε όλους τους κινητήρες, οι άξονες είναι ευθυγραμμισμένοι σύμφωνα με τα σημάδια και πολλά εξαρτώνται από την ακρίβεια της εγκατάστασης. Εάν οι άξονες δεν είναι σωστά ευθυγραμμισμένοι, προκύπτουν διάφορα προβλήματα:
- ο κινητήρας είναι ασταθής στο ρελαντί.
- Ο κινητήρας εσωτερικής καύσης δεν αναπτύσσει ισχύ.
- Ακούγονται πυροβολισμοί στον σιγαστήρα και θόρυβοι που σκάνε στην πολλαπλή εισαγωγής.
Εάν τα σημάδια είναι λάθος από μερικά δόντια, είναι πιθανό οι βαλβίδες να λυγίσουν και ο κινητήρας να μην ξεκινήσει.
Σε ορισμένα μοντέλα μονάδων ισχύος, έχουν αναπτυχθεί ειδικές συσκευές για τη ρύθμιση του χρονισμού βαλβίδων. Ειδικότερα, για κινητήρες της οικογένειας ZMZ-406/406/409 υπάρχει ένα ειδικό πρότυπο με το οποίο μετρώνται οι γωνίες θέσης εκκεντροφόρου. Το πρότυπο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον έλεγχο των υπαρχουσών γωνιών και εάν είναι λανθασμένες, οι άξονες θα πρέπει να εγκατασταθούν ξανά. Η συσκευή για κινητήρες 406 είναι ένα σετ που αποτελείται από τρία στοιχεία:
- δύο μοιρογνωμόνια (για τον δεξιό και τον αριστερό άξονα, είναι διαφορετικά).
- μοιρογνωμόνιο
Όταν ο στροφαλοφόρος είναι ρυθμισμένος στο TDC του 1ου κυλίνδρου, τα έκκεντρα εκκεντροφόρου πρέπει να προεξέχουν πάνω από το άνω επίπεδο της κυλινδροκεφαλής υπό γωνία 19-20º με σφάλμα ± 2,4° και το έκκεντρο εισαγωγής πρέπει να είναι ελαφρώς υψηλότερο από το έκκεντρο εκκεντροφόρου εξαγωγής. 
Υπάρχουν επίσης ειδικές συσκευές για την τοποθέτηση εκκεντροφόρων σε κινητήρες BMW των μοντέλων M56/ M54/ M52. Το κιτ για την εγκατάσταση του χρονισμού βαλβίδων του κινητήρα εσωτερικής καύσης του BVM περιλαμβάνει:
Βλάβες του συστήματος μεταβλητού χρονισμού βαλβίδων
Ο χρονισμός της βαλβίδας μπορεί να αλλάξει με διάφορους τρόπους και πρόσφατα ο πιο συνηθισμένος είναι η περιστροφή των r/άξονων, αν και χρησιμοποιείται συχνά η μέθοδος αλλαγής της ποσότητας ανύψωσης της βαλβίδας και η χρήση εκκεντροφόρων με έκκεντρα τροποποιημένου προφίλ. Από καιρό σε καιρό, προκύπτουν διάφορες δυσλειτουργίες στον μηχανισμό διανομής αερίου, λόγω των οποίων ο κινητήρας αρχίζει να λειτουργεί κατά διαστήματα, γίνεται "ηλίθιος" και σε ορισμένες περιπτώσεις δεν ξεκινά καθόλου. Οι αιτίες των προβλημάτων μπορεί να είναι διαφορετικές:
- η ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα είναι ελαττωματική.
- ο συμπλέκτης αλλαγής φάσης είναι φραγμένος με βρωμιά.
- η αλυσίδα χρονισμού έχει τεντωθεί.
- Ο εντατήρας της αλυσίδας είναι ελαττωματικός.
Συχνά όταν παρουσιάζονται δυσλειτουργίες σε αυτό το σύστημα:
- Η ταχύτητα στο ρελαντί μειώνεται, σε ορισμένες περιπτώσεις ο κινητήρας εσωτερικής καύσης σταματά.
- η κατανάλωση καυσίμου αυξάνεται σημαντικά.
- ο κινητήρας δεν αναπτύσσει ταχύτητα, το αυτοκίνητο μερικές φορές δεν επιταχύνει καν στα 100 km/h.
- ο κινητήρας δεν ξεκινά καλά, πρέπει να τον γυρίσεις με τη μίζα αρκετές φορές.
- ακούγεται ένας ήχος κελαηδίσματος που προέρχεται από τη σύζευξη SIFG.
Σύμφωνα με όλες τις ενδείξεις, η κύρια αιτία προβλημάτων με τον κινητήρα είναι η αστοχία της βαλβίδας SIFG· συνήθως, οι διαγνωστικοί υπολογιστές αποκαλύπτουν ένα σφάλμα σε αυτήν τη συσκευή. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι η διαγνωστική λυχνία Check Engine δεν ανάβει πάντα, επομένως είναι δύσκολο να κατανοήσουμε ότι συμβαίνουν βλάβες ειδικά στα ηλεκτρονικά.
Συχνά, προκύπτουν προβλήματα χρονισμού λόγω απόφραξης του υδραυλικού συστήματος - το κακό λάδι με λειαντικά σωματίδια φράζει τα κανάλια στη ζεύξη και ο μηχανισμός μπλοκάρει σε μία από τις θέσεις. Εάν ο συμπλέκτης «σφηνώσει» στην αρχική του θέση, ο κινητήρας εσωτερικής καύσης λειτουργεί αθόρυβα στο ρελαντί, αλλά δεν αναπτύσσει καθόλου ταχύτητα. Εάν ο μηχανισμός παραμείνει στη θέση μέγιστης επικάλυψης βαλβίδων, ο κινητήρας μπορεί να μην ξεκινήσει καλά. 
Δυστυχώς, το SIFG δεν είναι εγκατεστημένο σε κινητήρες ρωσικής κατασκευής, αλλά πολλοί αυτοκινητιστές ασχολούνται με τον συντονισμό του κινητήρα εσωτερικής καύσης, προσπαθώντας να βελτιώσουν τα χαρακτηριστικά της μονάδας ισχύος. Η κλασική επιλογή για την αναβάθμιση ενός κινητήρα είναι η εγκατάσταση ενός «αθλητικού» εκκεντροφόρου, του οποίου τα έκκεντρα μετατοπίζονται και αλλάζει το προφίλ του.
Αυτός ο r/άξονας έχει τα πλεονεκτήματά του:
- ο κινητήρας αποκρίνεται και ανταποκρίνεται ξεκάθαρα στο πάτημα του πεντάλ γκαζιού.
- Τα δυναμικά χαρακτηριστικά του αυτοκινήτου βελτιώνονται, το αυτοκίνητο κυριολεκτικά σκίζεται από κάτω.
Αλλά αυτός ο συντονισμός έχει επίσης τα μειονεκτήματά του:
- Η ταχύτητα στο ρελαντί γίνεται ασταθής, πρέπει να τη ρυθμίσετε εντός 1100-1200 σ.α.λ.
- η κατανάλωση καυσίμου αυξάνεται.
- Η ρύθμιση των βαλβίδων είναι αρκετά δύσκολη· ο κινητήρας εσωτερικής καύσης απαιτεί προσεκτικό συντονισμό.
Αρκετά συχνά, οι κινητήρες VAZ των μοντέλων 21213, 21214, 2106 υπόκεινται σε ρύθμιση. Το πρόβλημα με τους κινητήρες VAZ με κίνηση αλυσίδας είναι η εμφάνιση θορύβου "ντίζελ" και συχνά συμβαίνει λόγω αποτυχίας εντατήρα. Ο εκσυγχρονισμός του κινητήρα εσωτερικής καύσης VAZ συνίσταται στην εγκατάσταση ενός αυτόματου εντατήρα αντί του τυπικού εργοστασιακού. 
Συχνά, μια αλυσίδα μονής σειράς εγκαθίσταται στα μοντέλα κινητήρων VAZ-2101-07 και 21213-21214: ο κινητήρας λειτουργεί πιο αθόρυβα μαζί του και η αλυσίδα φθείρεται λιγότερο - η διάρκεια ζωής της είναι κατά μέσο όρο 150 χιλιάδες χιλιόμετρα.
Ο απλούστερος δίχρονος κινητήρας 
Ο δίχρονος κινητήρας είναι ο απλούστερος από τεχνική άποψη: σε αυτόν το έμβολο εκτελεί το έργο του σώματος διανομής. Υπάρχουν αρκετές τρύπες στην επιφάνεια του κυλίνδρου του κινητήρα. Ονομάζονται παράθυρα και είναι απαραίτητα για τον κύκλο ώθησης-έλξης. Ο σκοπός των θυρών εισαγωγής και εξαγωγής είναι αρκετά προφανής - η θύρα εισαγωγής επιτρέπει στο μείγμα αέρα-καυσίμου να εισέλθει στον κινητήρα για επακόλουθη καύση και η θύρα εξαγωγής εξασφαλίζει την απομάκρυνση των αερίων που προκύπτουν από την καύση από τον κινητήρα. Το κανάλι καθαρισμού χρησιμεύει για τη διασφάλιση της ροής από τον θάλαμο στροφάλου, στον οποίο εισήλθε προηγουμένως, στον θάλαμο καύσης, όπου συμβαίνει η καύση. Αυτό εγείρει το ερώτημα γιατί το μείγμα εισέρχεται στο χώρο του στροφαλοθαλάμου κάτω από το έμβολο και όχι απευθείας στον θάλαμο καύσης πάνω από το έμβολο. Για να γίνει κατανοητό αυτό, πρέπει να σημειωθεί ότι σε έναν δίχρονο κινητήρα, ο θάλαμος του στρόφαλου παίζει σημαντικό δευτερεύοντα ρόλο, καθώς είναι ένα είδος αντλίας για το μείγμα.
Σχηματίζει έναν σφραγισμένο θάλαμο, κλειστό από πάνω από ένα έμβολο, πράγμα που σημαίνει ότι ο όγκος αυτού του θαλάμου και, κατά συνέπεια, η πίεση στο εσωτερικό του, αλλάζει καθώς το έμβολο κινείται μπρος-πίσω στον κύλινδρο (καθώς το έμβολο ανεβαίνει, το ο όγκος αυξάνεται και η πίεση πέφτει κάτω από την ατμοσφαιρική, δημιουργείται κενό· αντίθετα, όταν το έμβολο κινείται προς τα κάτω, ο όγκος μειώνεται και η πίεση γίνεται υψηλότερη από την ατμοσφαιρική).
Η θυρίδα εισαγωγής στο τοίχωμα του κυλίνδρου κλείνει τις περισσότερες φορές από το περίβλημα του εμβόλου· ανοίγει όταν το έμβολο πλησιάζει στην κορυφή της διαδρομής του. Το κενό που δημιουργείται αντλεί μια νέα φόρτιση του μείγματος στον θάλαμο του στροφάλου και, στη συνέχεια, καθώς το έμβολο κινείται προς τα κάτω και δημιουργεί πίεση στο θάλαμο του στροφάλου, αυτό το μείγμα ωθείται στον θάλαμο καύσης μέσω του καναλιού εξαέρωσης.
Αυτό το σχέδιο, στο οποίο το έμβολο παίζει το ρόλο του σώματος διανομής για προφανείς λόγους, είναι ο απλούστερος τύπος δίχρονου κινητήρα· ο αριθμός των κινούμενων μερών σε αυτόν δεν είναι σημαντικός. Από πολλές απόψεις αυτό είναι ένα σημαντικό πλεονέκτημα, αλλά αφήνει πολλά να είναι επιθυμητά από την άποψη της αποτελεσματικότητας. Κάποτε, σε όλους σχεδόν τους δίχρονους κινητήρες, το έμβολο χρησίμευε ως στοιχείο διανομής, αλλά στα μοντέρνα σχέδια αυτή η λειτουργία ανατίθεται σε πιο σύνθετες και αποτελεσματικές συσκευές
Βελτιωμένος σχεδιασμός δίχρονου κινητήρα
Επίδραση στη ροή αερίου Ένας από τους λόγους για την αναποτελεσματικότητα του δίχρονου κινητήρα που περιγράφεται παραπάνω είναι ο ατελής καθαρισμός των καυσαερίων. Παραμένοντας στον κύλινδρο, εμποδίζουν τη διείσδυση ολόκληρου του όγκου του φρέσκου μείγματος και, κατά συνέπεια, μειώνουν την ισχύ. Υπάρχει επίσης ένα σχετικό ζήτημα με αυτό: το φρέσκο μείγμα από το παράθυρο της θύρας εξαέρωσης ρέει απευθείας στη θύρα εξάτμισης και όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, για να ελαχιστοποιηθεί αυτό, το παράθυρο της θύρας καθαρισμού κατευθύνει το μείγμα προς τα πάνω.
Έμβολα με εκτροπέα
Η απόδοση καθαρισμού και η απόδοση καυσίμου μπορούν να βελτιωθούν δημιουργώντας περισσότερααποτελεσματική ροή αερίου μέσα στον κύλινδρο. Οι πρώιμες βελτιώσεις στους δίχρονους κινητήρες επιτεύχθηκαν διαμορφώνοντας ειδικά την κορώνα του εμβόλου για να εκτρέπεται το μείγμα από τη θύρα εισαγωγής στην κεφαλή του κυλίνδρου - ένα σχέδιο που ονομάζεται έμβολο εκτροπέα. Ωστόσο, η χρήση εμβόλων εκτροπέα σε δίχρονους κινητήρες ήταν βραχύβια λόγω προβλημάτων διαστολής του εμβόλου. Η θερμότητα που παράγεται στο θάλαμο καύσης ενός δίχρονου κινητήρα είναι συνήθως υψηλότερη από εκείνη ενός τετράχρονου κινητήρα, επειδή η καύση γίνεται με διπλάσιο ρυθμό και η κεφαλή, η κορυφή του κυλίνδρου και το έμβολο είναι τα πιο καυτά μέρη του κινητήρα. Αυτό οδηγεί σε προβλήματα που σχετίζονται με τη θερμική διαστολή του εμβόλου. Στην πραγματικότητα, το έμβολο διαμορφώνεται όταν κατασκευάζεται ώστε να είναι ελαφρώς εκτός κύκλου και κωνικό στο πάνω μέρος (οβάλ προφίλ κάννης), έτσι ώστε όταν διαστέλλεται με αλλαγές θερμοκρασίας, να γίνεται στρογγυλό και κυλινδρικό. Η προσθήκη μιας ασύμμετρης μεταλλικής προεξοχής με τη μορφή εκτροπέα στο κάτω μέρος του εμβόλου αλλάζει τα χαρακτηριστικά της διαστολής του (αν το έμβολο διαστέλλεται υπερβολικά προς τη λάθος κατεύθυνση, μπορεί να μπλοκάρει στον κύλινδρο) και επίσης οδηγεί στο βάρος του με μετατόπιση μάζας από τον άξονα συμμετρίας. Αυτό το μειονέκτημα έγινε πολύ πιο εμφανές καθώς οι κινητήρες βελτιώθηκαν ώστε να λειτουργούν σε υψηλότερες ταχύτητες περιστροφής.
Τύποι εκκενώσεων δίχρονου κινητήρα
Φύσημα βρόχου
Επειδή το έμβολο εκτροπέα έχει πάρα πολλά μειονεκτήματα και επίπεδο ή ελαφρώς στρογγυλεμένο πάτο Δεδομένου ότι το έμβολο δεν επηρεάζεται πολύ από την κίνηση του εισερχόμενου μείγματος ή τα ρέοντα καυσαέρια, χρειαζόταν μια άλλη επιλογή. Αναπτύχθηκε στη δεκαετία του '30 του 20ου αιώνα από τον Δρ. E. Schnurle, ο οποίος το εφηύρε και το κατοχύρωσε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας (αν και ομολογουμένως το σχεδίασε αρχικά για έναν δίχρονο κινητήρα ντίζελ). Τα παράθυρα καθαρισμού βρίσκονται το ένα απέναντι από το άλλο στο τοίχωμα του κυλίνδρου και κατευθύνονται υπό γωνία προς τα πάνω και προς τα πίσω. Έτσι, το εισερχόμενο μείγμα συναντά το πίσω τοίχωμα του κυλίνδρου και εκτρέπεται προς τα πάνω, στη συνέχεια, σχηματίζοντας ένα βρόχο στην κορυφή, πέφτει στα καυσαέρια και προωθεί τη μετατόπισή τους μέσω της θυρίδας εξάτμισης. Συνεπώς, μπορεί να επιτευχθεί καλός καθαρισμός του κυλίνδρου επιλέγοντας τη θέση των παραθύρων εξαέρωσης. Είναι απαραίτητο να εξετάσετε προσεκτικά το σχήμα και το μέγεθος των καναλιών. Εάν η οπή είναι πολύ φαρδιά, ο δακτύλιος του εμβόλου, παρακάμπτοντάς το, μπορεί να πέσει στο παράθυρο και να μπλοκάρει, προκαλώντας έτσι αστοχία. Ως εκ τούτου, το μέγεθος και το σχήμα των παραθύρων είναι κατασκευασμένα με τέτοιο τρόπο ώστε να διασφαλίζεται η δίοδος χωρίς κραδασμούς της διαδρομής πέρα από τα παράθυρα, και μερικά φαρδιά παράθυρα συνδέονται στη μέση με ένα βραχυκυκλωτήρα που χρησιμεύει ως στήριγμα για τους δακτυλίους . Μια άλλη επιλογή είναι να χρησιμοποιείτε περισσότερα και μικρότερα παράθυρα.
Αυτή τη στιγμή, υπάρχουν πολλές επιλογές για τη θέση, τον αριθμό και το μέγεθος των παραθύρων, που έχουν παίξει μεγάλο ρόλο στην αύξηση της ισχύος των δίχρονων κινητήρων. Ορισμένοι κινητήρες είναι εξοπλισμένοι με παράθυρα καθαρισμού που εξυπηρετούν τον μοναδικό σκοπό τη βελτίωση του καθαρισμού και ανοίγουν λίγο πριν το άνοιγμα των κύριων παραθύρων καθαρισμού, τα οποία παρέχουν το μεγαλύτερο μέρος του φρέσκου μείγματος. Αλλά αυτό είναι όλο για τώρα. τι μπορεί να γίνει για να βελτιωθεί η ανταλλαγή αερίων χωρίς να χρησιμοποιηθούν ακριβά εξαρτήματα για την παραγωγή. Για να συνεχιστεί η βελτίωση της απόδοσης, η φάση πλήρωσης πρέπει να ελέγχεται με μεγαλύτερη ακρίβεια.
Suzuki Lets TW Reed Valve 
Βαλβίδες καλαμιού
Σε οποιονδήποτε σχεδιασμό δίχρονου κινητήρα, η βελτίωση της απόδοσης και της οικονομίας καυσίμου σημαίνει ότι ο κινητήρας πρέπει να λειτουργεί πιο αποδοτικά, αυτό απαιτεί την καύση της μέγιστης ποσότητας καυσίμου (άρα την παραγωγή μέγιστης ισχύος) σε κάθε διαδρομή του κινητήρα. Το πρόβλημα παραμένει η πολύπλοκη αφαίρεση όλου του όγκου των καυσαερίων και η πλήρωση του κυλίνδρου με τον μέγιστο όγκο φρέσκου μείγματος. Μέχρι να βελτιωθούν οι διαδικασίες ανταλλαγής αερίων σε έναν κινητήρα με έμβολο ως όργανο διανομής, δεν μπορεί να εγγυηθεί πλήρης καθαρισμός των καυσαερίων που παραμένουν στον κύλινδρο και ο όγκος του εισερχόμενου φρέσκου μείγματος δεν μπορεί να αυξηθεί για να διευκολυνθεί η μετατόπιση των καυσαερίων . Μια λύση μπορεί να είναι η πλήρωση του θαλάμου του στρόφαλου με περισσότερο μείγμα αυξάνοντας τον όγκο του, αλλά στην πράξη αυτό οδηγεί σε λιγότερο αποτελεσματικό καθαρισμό. Η αύξηση της αποτελεσματικότητας του καθαρισμού απαιτεί μείωση του όγκου του θαλάμου στροφάλου και συνεπώς περιορισμό του διαθέσιμου χώρου για πλήρωση με το μείγμα. Επομένως, έχει ήδη βρεθεί ένας συμβιβασμός και θα πρέπει να αναζητηθούν άλλοι τρόποι βελτίωσης της απόδοσης. Σε έναν δίχρονο κινητήρα, στον οποίο το έμβολο λειτουργεί ως στοιχείο χρονισμού, μέρος του μίγματος αέρα-καυσίμου που παρέχεται στον θάλαμο του στρόφαλου θα χαθεί αναπόφευκτα καθώς το έμβολο αρχίζει να κινείται προς τα κάτω κατά τη διάρκεια της διαδικασίας καύσης. Αυτό το μείγμα ωθείται πίσω στη θύρα εισαγωγής και έτσι χάνεται. Απαιτείται ένας πιο αποτελεσματικός τρόπος ελέγχου του εισερχόμενου μείγματος. Η απώλεια μείγματος μπορεί να αποφευχθεί χρησιμοποιώντας μια βαλβίδα καλαμιού, μια βαλβίδα δίσκου ή συνδυασμό και των δύο.
Η βαλβίδα καλαμιού αποτελείται από ένα μεταλλικό σώμα βαλβίδας και μια έδρα τοποθετημένη στην επιφάνειά της μεσφράγισμα από συνθετικό καουτσούκ. Δύο ή περισσότερες βαλβίδες καλαμιών είναι προσαρτημένες στο σώμα της βαλβίδας και υπό κανονικές ατμοσφαιρικές συνθήκες αυτά τα καλάμια είναι κλειστά. Επιπλέον, για να περιοριστεί η κίνηση του πετάλου, τοποθετούνται πλάκες περιορισμού, μία για κάθε πέταλο βαλβίδας, που χρησιμεύει για την αποφυγή θραύσης του. Τα λεπτά πέταλα βαλβίδας είναι συνήθως κατασκευασμένα από εύκαμπτο (ελατήριο) χάλυβα, αν και τα εξωτικά υλικά με βάση τη φαινολική ρητίνη ή το fiberglass γίνονται όλο και πιο δημοφιλή.
Η βαλβίδα ανοίγει λυγίζοντας τα πέταλα μέχρι τις πλάκες περιορισμού, οι οποίες είναι σχεδιασμένες να ανοίγουν μόλις εμφανιστεί μια θετική διαφορά πίεσης μεταξύ της ατμόσφαιρας και του θαλάμου του στρόφαλου. Αυτό συμβαίνει όταν το έμβολο που κινείται προς τα πάνω δημιουργεί κενό στον στροφαλοθάλαμο Όταν το μείγμα τροφοδοτείται στο θάλαμο του στροφάλου και το έμβολο αρχίζει να κινείται προς τα κάτω, η πίεση στο εσωτερικό του στροφαλοθαλάμου αυξάνεται σε ατμοσφαιρική πίεση και οι λοβοί πιέζονται, κλείνοντας τη βαλβίδα. Αυτό διασφαλίζει ότι παρέχεται η μέγιστη ποσότητα μείγματος και αποτρέπεται οποιαδήποτε αντίστροφη ροή. Η πρόσθετη μάζα του μείγματος γεμίζει τον κύλινδρο πληρέστερα και ο καθαρισμός γίνεται πιο αποτελεσματικά. Οι βαλβίδες Reed προσαρμόστηκαν για πρώτη φορά για χρήση σε υπάρχοντες κινητήρες που ενεργοποιούνται με έμβολο, οδηγώντας σε σημαντικές βελτιώσεις στην απόδοση του κινητήρα. Σε ορισμένες περιπτώσεις, οι κατασκευαστές επέλεξαν έναν συνδυασμό δύο σχεδίων: ένα - όταν ο κινητήρας είχε ένα έμβολο ως στοιχείο διανομής αερίου. συμπληρώνεται από μια βαλβίδα καλαμιού για να συνεχιστεί η διαδικασία πλήρωσης μέσω πρόσθετων καναλιών στο θάλαμο του στροφάλου αφού το έμβολο κλείσει το κύριο κανάλι, εάν το επίπεδο πίεσης του στροφαλοθαλάμου το επιτρέπει. Σε άλλο σχέδιο, κατασκευάστηκαν παράθυρα στην επιφάνεια της ποδιάς του εμβόλου για να απαλλαγούμε επιτέλους από τον έλεγχο που έχει το έμβολο πάνω από τις θύρες. Σε αυτήν την περίπτωση, ανοίγουν και κλείνουν αποκλειστικά υπό την επίδραση της βαλβίδας καλαμιού. Η ανάπτυξη αυτής της ιδέας σήμαινε ότι η βαλβίδα και η θύρα εισαγωγής μπορούσαν να μετακινηθούν από τον κύλινδρο στον θάλαμο του στρόφαλου. Οι φοβικές προειδοποιήσεις ότι τα πέταλα της βαλβίδας θα ραγίσουν και θα μπορούσαν να παγιδευτούν μέσα στον κινητήρα αποδείχθηκαν σε μεγάλο βαθμό αβάσιμες. Η μετακίνηση της θύρας εισόδου παρέχει μια σειρά από πλεονεκτήματα, τα κυριότερα από τα οποία είναι: ότι η ροή του αερίου στην κοιλότητα του στροφαλοθαλάμου γίνεται πιο ελεύθερη και, επομένως, περισσότερο από το μείγμα μπορεί να εισέλθει στον θάλαμο του στροφάλου. Αυτό βοηθά σε κάποιο βαθμό από την ορμή (ταχύτητα και βάρος) του εισερχόμενου μείγματος. Μετακινώντας τη θύρα εισόδου έξω από τον κύλινδρο, η απόδοση μπορεί να βελτιωθεί περαιτέρω με την επανατοποθέτηση της(των) θύρας(ών) εξαέρωσης στη βέλτιστη θέση καθαρισμού. Φυσικά, η βασική διάταξη των βαλβίδων καλαμιού έχει μπει υπό έλεγχο τα τελευταία χρόνια και έχουν προκύψει πολύπλοκα σχέδια. που περιέχει πέταλα δύο σταδίων και σώματα βαλβίδων πολλαπλών φύλλων. Οι πρόσφατες εξελίξεις στις βαλβίδες καλαμιών σχετίζονται με τα υλικά που χρησιμοποιούνται για τα καλάμια και τη θέση και το μέγεθος των καλαμιών.
Δισκοβαλβίδες (βαλβίδα μπομπίνας)
Μια δισκοβαλβίδα αποτελείται από έναν λεπτό χαλύβδινο δίσκο που στερεώνεται στον στροφαλοφόρο άξονα με ένα κλειδί.
Ή σφήνες με τέτοιο τρόπο ώστε να περιστρέφονται μαζί.Βρίσκεται έξω από τη θύρα εισαγωγής μεταξύ του καρμπυρατέρ και του καλύμματος του στροφαλοθαλάμου έτσι. έτσι ώστε στην κανονική κατάσταση το κανάλι να μπλοκάρεται από το δίσκο Για να συμβεί το γέμισμα στην επιθυμητή περιοχή του κύκλου του κινητήρα, κόβεται ένας τομέας από το δίσκο. Καθώς ο στροφαλοφόρος άξονας και η βαλβίδα δίσκου περιστρέφονται, η θυρίδα εισαγωγής ανοίγει καθώς το τμήμα κοπής περνά από τη θύρα, επιτρέποντας στο μείγμα να εισέλθει απευθείας στον θάλαμο του στροφάλου. Η δίοδος στη συνέχεια μπλοκάρεται από έναν δίσκο, αποτρέποντας την εμφύσηση του μείγματος πίσω στο καρμπυρατέρ καθώς το έμβολο αρχίζει να κινείται προς τα κάτω.
Τα προφανή πλεονεκτήματα της χρήσης δισκοβαλβίδας περιλαμβάνουν πιο ακριβή έλεγχο της αρχής και του τέλους της διαδικασίας (το τμήμα ή ο τομέας του δίσκου που περνά από το κανάλι) και η διάρκεια της διαδικασίας πλήρωσης (δηλαδή, το μέγεθος του το τμήμα κοπής του δίσκου, ανάλογο με το χρόνο ανοίγματος του καναλιού). Επίσης, η δισκοβαλβίδα επιτρέπει τη χρήση μιας θύρας εισόδου μεγάλης διαμέτρου και εγγυάται την απρόσκοπτη διέλευση του μείγματος που εισέρχεται στον θάλαμο του στροφάλου. Σε αντίθεση με μια βαλβίδα καλαμιού με ένα αρκετά μεγάλο σώμα βαλβίδας, μια δισκοβαλβίδα δεν δημιουργεί κανένα εμπόδιο στη δίοδο εισαγωγής και επομένως η ανταλλαγή αερίων στον κινητήρα βελτιώνεται. Ένα άλλο πλεονέκτημα της δισκοβαλβίδας στα σπορ ποδήλατα είναι ο χρόνος που χρειάζεται για να την αλλάξετε ώστε να ταιριάζει με την απόδοση του κινητήρα σε διαφορετικά μονοπάτια. Το κύριο μειονέκτημα της δισκοβαλβίδας είναι η τεχνική δυσκολία που απαιτεί μικρές κατασκευαστικές ανοχές και έλλειψη προσαρμοστικότητας, δηλαδή η αδυναμία της βαλβίδας να ανταποκριθεί στις μεταβαλλόμενες ανάγκες του κινητήρα όπως μια βαλβίδα καλαμιού. Επιπλέον, όλες οι δισκοβαλβίδες είναι ευάλωτες σε υπολείμματα που εισέρχονται στον κινητήρα με αέρα (λεπτά σωματίδια και σκόνη κατακάθονται στις αυλακώσεις στεγανοποίησης και γρατσουνίζουν το δίσκο). Παρόλα αυτά. Στην πράξη, οι δισκοβαλβίδες λειτουργούν πολύ καλά και συνήθως παρέχουν σημαντική αύξηση της ισχύος σε χαμηλές στροφές κινητήρα σε σύγκριση με έναν συμβατικό κινητήρα με ένα έμβολο ως στοιχείο χρονισμού.
Συνδυαστική χρήση καλαμιού και δισκοβαλβίδων
Η αδυναμία της δισκοβαλβίδας να ανταποκριθεί στις μεταβαλλόμενες ανάγκες του κινητήρα έχει οδηγήσει ορισμένους κατασκευαστές να εξετάσουν το ενδεχόμενο να χρησιμοποιήσουν έναν συνδυασμό βαλβίδων δίσκου και καλαμιού για να αποκτήσουν υψηλή ευελιξία του κινητήρα. Επομένως, όταν οι συνθήκες το απαιτούν, η πίεση του στροφαλοθαλάμου κλείνει τη βαλβίδα καλαμιού, κλείνοντας έτσι τη θύρα εισαγωγής στην πλευρά του θαλάμου στροφάλου, παρόλο που το κομμένο τμήμα του δίσκου μπορεί να εξακολουθεί να ανοίγει τη θύρα εισαγωγής στην πλευρά του καρμπυρατέρ.
Χρησιμοποιώντας ένα μάγουλο στροφαλοφόρου ως βαλβίδα δίσκου
Μια ενδιαφέρουσα παραλλαγή της δισκοβαλβίδας χρησιμοποιήθηκε για αρκετά χρόνια σε αρκετούς κινητήρες σκούτερ Vespa. Αντί να χρησιμοποιούν μια ξεχωριστή μονάδα βαλβίδας για να εκτελέσει το ρόλο της, οι κατασκευαστές χρησιμοποίησαν έναν τυπικό στροφαλοφόρο άξονα. Το επίπεδο του δεξιού μάγουλου του σφονδύλου είναι κατεργασμένο με πολύ υψηλή ακρίβεια, έτσι ώστε όταν περιστρέφεται ο στροφαλοφόρος άξονας, το κενό μεταξύ αυτού και του στροφαλοθαλάμου είναι αρκετά χιλιοστά της ίντσας. Η θύρα εισαγωγής βρίσκεται ακριβώς πάνω από το σφόνδυλο (σε αυτούς τους κινητήρες ο κύλινδρος είναι οριζόντιος) και έτσι καλύπτεται από την άκρη του σφόνδυλου. κύκλος κινητήρα με παρόμοιο τρόπο με μια παραδοσιακή βαλβίδα πεταλούδας. Αν και η προκύπτουσα θύρα εισαγωγής είναι λιγότερο ευθεία από όσο θα μπορούσε να είναι, στην πράξη αυτό το σύστημα λειτουργεί πολύ καλά. Ως αποτέλεσμα, ο κινητήρας παράγει χρήσιμη ισχύ σε ένα ευρύ φάσμα στροφών κινητήρα και παραμένει τεχνικά απλός.
Θέση παραθύρου εξάτμισης
Από πολλές απόψεις, τα συστήματα εισαγωγής και εξαγωγής σε έναν δίχρονο κινητήρα συνδέονται πολύ στενά. Στις προηγούμενες παραγράφους συζητήσαμε μεθόδους για την τροφοδοσία του μείγματος και την αφαίρεση των καυσαερίων από τον κύλινδρο. Με τα χρόνια, οι σχεδιαστές και οι δοκιμαστές ανακάλυψαν ότι ο χρονισμός της εξάτμισης μπορεί να έχει εξίσου σημαντικό αντίκτυπο στην απόδοση του κινητήρα με τον χρονισμό εισαγωγής. Οι φάσεις της εξάτμισης καθορίζονται από το ύψος της θυρίδας εξαγωγής στο τοίχωμα του κυλίνδρου, δηλαδή όταν κλείνει και ανοίγει από το έμβολο καθώς κινείται πάνω και κάτω στον κύλινδρο. Φυσικά, όπως σε όλες τις άλλες περιπτώσεις, δεν υπάρχει μια ενιαία θέση που να καλύπτει όλες τις λειτουργίες κινητήρα. Πρώτον, εξαρτάται από το πού θα χρησιμοποιηθεί ο κινητήρας και, δεύτερον, πώς χρησιμοποιείται αυτός ο κινητήρας. Για παράδειγμα, για τον ίδιο κινητήρα, το βέλτιστο ύψος του παραθύρου της εξάτμισης είναι διαφορετικό σε χαμηλές και υψηλές στροφές κινητήρα και μετά από προσεκτικότερη εξέταση μπορούμε να πούμε ότι το ίδιο ισχύει για τις διαστάσεις του καναλιού και απευθείας για τις διαστάσεις του σωλήνα εξάτμισης . Ως αποτέλεσμα, έχουν αναπτυχθεί διάφορα συστήματα στην παραγωγή με τα χαρακτηριστικά των συστημάτων εξάτμισης να αλλάζουν κατά τη λειτουργία του κινητήρα για να ταιριάζουν με τις μεταβαλλόμενες συχνότητες περιστροφής. Τέτοια συστήματα εμφανίστηκαν στο (YPVS), (ATAS). (KIPS), (SAPC), Cagiva(CTS) και Aprilia(ΟΥΡΛΙΑΖΩ). Περιγράφονται τα ακόλουθα συστήματα: , και .
Yamaha Power Rivet System - YPVS
Στην καρδιά αυτού του συστήματος βρίσκεται η ίδια η βαλβίδα ισχύος, η οποία είναι ουσιαστικά μια περιστροφική βαλβίδα τοποθετημένη στην επένδυση του κυλίνδρου έτσι ώστε το κάτω άκρο της να ταιριάζει με το πάνω άκρο της θύρας εξαγωγής. Σε χαμηλές στροφές κινητήρα, η βαλβίδα βρίσκεται στην κλειστή θέση, περιορίζοντας το πραγματικό ύψος παραθύρου: βελτιώνει την απόδοση χαμηλής και μεσαίας εμβέλειας. Όταν οι στροφές κινητήρα φτάσουν σε ένα καθορισμένο επίπεδο, η βαλβίδα ανοίγει, αυξάνοντας το πραγματικό ύψος παραθύρου, γεγονός που βελτιώνει απόδοση υψηλής ταχύτητας. Η θέση της βαλβίδας ισχύος ελέγχεται από έναν σερβοκινητήρα χρησιμοποιώντας ένα καλώδιο και τροχαλία. Μονάδα ελέγχου YPVSi - λαμβάνει δεδομένα για τη γωνία ανοίγματος της βαλβίδας από το ποτενσιόμετρο στον σερβοκινητήρα και δεδομένα για τις στροφές κινητήρα από τη μονάδα ελέγχου ανάφλεξης. Αυτά τα δεδομένα χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία του σωστού σήματος στον μηχανισμό κίνησης του σερβοκινητήρα (βλ. Εικ. 1.86). Σημείωση: Οι μοτοσικλέτες εκτός δρόμου της εταιρείας χρησιμοποιούν μια ελαφρώς διαφορετική έκδοση του συστήματος λόγω της χαμηλής ισχύος της μπαταρίας: η βαλβίδα ισχύος κινείται από έναν φυγοκεντρικό μηχανισμό τοποθετημένο στον στροφαλοφόρο άξονα.
Ολοκληρωμένο σύστημα βαλβίδων ισχύος Kawasaki - KIPS
Το σύστημα διαθέτει μηχανική μετάδοση κίνησης από έναν φυγόκεντρο (σφαιρικό) ρυθμιστή τοποθετημένο στον στροφαλοφόρο άξονα Μια κατακόρυφη ράβδος συνδέει τον μηχανισμό κίνησης με τη ράβδο ελέγχου της βαλβίδας ισχύος που είναι εγκατεστημένη στην επένδυση του κυλίνδρου. Δύο τέτοιες βαλβίδες ισχύος βρίσκονται σε βοηθητικά κανάλια εκατέρωθεν της κύριας θύρας εισόδου και συνδέονται με τη ράβδο μετάδοσης κίνησης μέσω ενός γραναζιού και μιας σχάρας. Καθώς η ράβδος μετάδοσης κίνησης κινείται από τη μία πλευρά στην άλλη, οι βαλβίδες περιστρέφονται, ανοίγοντας και κλείνοντας τις βοηθητικές διόδους στον θάλαμο κυλίνδρου και αντηχείου που βρίσκονται στην αριστερή πλευρά του κινητήρα. Το σύστημα είναι σχεδιασμένο έτσι ώστε σε χαμηλές ταχύτητες τα βοηθητικά κανάλια να κλείνουν με βαλβίδες για να εξασφαλίσουν βραχυπρόθεσμο άνοιγμα του καναλιού. Η αριστερή βαλβίδα ανοίγει το θάλαμο του συντονιστή προς τα καυσαέρια που φεύγουν, αυξάνοντας έτσι τον όγκο του θαλάμου διαστολής. Στις υψηλές στροφές, οι βαλβίδες περιστρέφονται για να ανοίξουν και οι δύο βοηθητικές διόδους και να αυξηθεί η διάρκεια του ανοίγματος διέλευσης, παρέχοντας έτσι μεγαλύτερη ισχύ αιχμής. Ο θάλαμος του συντονιστή κλείνει με μια βαλβίδα στην αριστερή πλευρά, μειώνοντας τον συνολικό όγκο του συστήματος εξάτμισης. Το σύστημα KIPS παρέχει βελτιωμένη απόδοση σε χαμηλές και μεσαίες ταχύτητες μειώνοντας το ύψος του αγωγού και τον μεγαλύτερο όγκο του συστήματος εξάτμισης και σε υψηλές ταχύτητες αυξάνοντας το ύψος της θύρας εξάτμισης και μικρότερο όγκο του συστήματος εξάτμισης. Το σύστημα βελτιώθηκε περαιτέρω με την εισαγωγή ενός ενδιάμεσου γραναζιού μεταξύ της ράβδου μετάδοσης κίνησης και μιας από τις βαλβίδες, η οποία διασφαλίζει την περιστροφή των βαλβίδων σε αντίθετες κατευθύνσεις, καθώς και την προσθήκη μιας επίπεδης βαλβίδας ισχύος στο μπροστινό άκρο της θύρας εξαγωγής. Σε μοντέλα μεγαλύτερου κυβισμού, η απόδοση εκκίνησης και χαμηλής ταχύτητας έχει βελτιωθεί με την προσθήκη προφίλ ακροφυσίου στο επάνω μέρος των βαλβίδων.
Θάλαμος ενίσχυσης ροπής με αυτόματο έλεγχο Honda - ATAS
Το σύστημα που χρησιμοποιείται στα μοντέλα της εταιρείας κινείται από έναν αυτόματο φυγοκεντρικό ρυθμιστή τοποθετημένο στον στροφαλοφόρο άξονα. Ένας μηχανισμός που αποτελείται από ένα ράφι και έναν κύλινδρο μεταδίδει δύναμη από τον ρυθμιστή στη βαλβίδα ATAC που είναι εγκατεστημένη στην επένδυση του κυλίνδρου. Ο θάλαμος HERP (High Energy Resonance Tube) ανοίγει από τη βαλβίδα ATAC στις χαμηλές στροφές του κινητήρα και κλείνει σε υψηλές στροφές.
Σύστημα ψεκασμού καυσίμου
Προφανώς, η προφανής μέθοδος για την επίλυση όλων των προβλημάτων που σχετίζονται με την πλήρωση του θαλάμου καύσης ενός δίχρονου κινητήρα με καύσιμο και αέρα, για να μην αναφέρουμε τα προβλήματα της υψηλής κατανάλωσης καυσίμου και των επιβλαβών εκπομπών, είναι η χρήση συστήματος έγχυσης καυσίμου. Ωστόσο, εάν το καύσιμο δεν παρέχεται απευθείας στον θάλαμο καύσης, εξακολουθούν να υπάρχουν εγγενή προβλήματα με τη φάση φόρτισης και την απόδοση του κινητήρα. Το πρόβλημα με την απευθείας έγχυση καυσίμου στον θάλαμο καύσης είναι ότι... ότι το καύσιμο μπορεί να εισαχθεί μόνο αφού κλείσουν οι θύρες εισαγωγής, επομένως απομένει λίγος χρόνος για να εξατμιστεί το καύσιμο και να αναμιχθεί πλήρως με τον αέρα που υπάρχει στον κύλινδρο (ο οποίος προέρχεται από το θάλαμο του στρόφαλου, όπως στους παραδοσιακούς δίχρονους κινητήρες) . Αυτό δημιουργεί ένα άλλο πρόβλημα, καθώς η πίεση στο εσωτερικό του θαλάμου καύσης μετά το κλείσιμο της θύρας εξάτμισης είναι υψηλή και συσσωρεύεται γρήγορα, επομένως, το καύσιμο πρέπει να τροφοδοτείται σε ακόμη υψηλότερη πίεση, διαφορετικά απλά δεν θα ρέει έξω από το μπεκ. Αυτό απαιτεί μια αρκετά μεγάλη αντλία καυσίμου, η οποία συνεπάγεται προβλήματα που σχετίζονται με αυξημένο βάρος, μέγεθος και κόστος. Apriliaέλυσαν αυτά τα προβλήματα χρησιμοποιώντας ένα σύστημα που ονομάζεται DITECH, βασισμένο σε σχέδιο μιας αυστραλιανής εταιρείας, η Peugeot και η Kymmco ανέπτυξαν ένα παρόμοιο σύστημα. Ο εγχυτήρας στην αρχή του κύκλου του κινητήρα διοχετεύει ένα ρεύμα καυσίμου σε έναν ξεχωριστό κλειστό βοηθητικό θάλαμο που περιέχει πεπιεσμένο αέρα (που παρέχεται είτε από ξεχωριστό συμπιεστή είτε μέσω ενός αγωγού βαλβίδας ελέγχου από τον κύλινδρο]. Αφού κλείσει η θύρα εξαγωγής, η βοηθητική Ο θάλαμος επικοινωνεί με τον θάλαμο καύσης μέσω βαλβίδας ή ακροφυσίου και το μείγμα τροφοδοτείται απευθείας στο μπουζί. Η Aprilia ισχυρίζεται ότι μειώνει κατά 80% τις εκπομπές, που επιτυγχάνεται με μείωση της κατανάλωσης λαδιού κατά 60% και της κατανάλωσης καυσίμου κατά 50%, η ταχύτητα του σκούτερ με αυτό το σύστημα είναι 15% υψηλότερη από το ίδιο σκούτερ με ένα τυπικό καρμπυρατέρ.
Το κύριο πλεονέκτημα της χρήσης άμεσης έγχυσης είναι. ότι, σε σύγκριση με έναν συμβατικό δίχρονο κινητήρα, δεν χρειάζεται να γίνει προανάμειξη καυσίμου με λάδι για τη λίπανση του κινητήρα. Η λίπανση βελτιώνεται επειδή το λάδι δεν ξεπλένεται από τα ρουλεμάν από το καύσιμο και επομένως απαιτείται λιγότερο λάδι, με αποτέλεσμα μειωμένη τοξικότητα. Η καύση του καυσίμου είναι επίσης βελτιωμένη και οι εναποθέσεις άνθρακα στα έμβολα, στους δακτυλίους εμβόλων και στο σύστημα εξάτμισης μειώνονται. Ο αέρας εξακολουθεί να διοχετεύεται μέσω του θαλάμου του στρόφαλου (η ροή του καθορίζεται από τη βαλβίδα γκαζιού που συνδέεται με το γκάζι της μοτοσικλέτας) Αυτό σημαίνει ότι το λάδι εξακολουθεί να καίγεται στον κύλινδρο και η λίπανση και η λίπανση δεν είναι τόσο αποτελεσματικά όσο επιθυμείτε. Ωστόσο, τα αποτελέσματα ανεξάρτητων δοκιμών μιλούν από μόνα τους. Το μόνο που χρειάζεται τώρα είναι να παρέχεται παροχή αέρα, παρακάμπτοντας τον θάλαμο του στρόφαλου.
Διάβασε το άρθρο: 880
Τα χρονικά διαστήματα από την αρχή του ανοίγματος των βαλβίδων του κινητήρα μέχρι να κλείσουν τελείως σε σχέση με τα νεκρά σημεία της κίνησης του εμβόλου ονομάζονται χρονισμός βαλβίδων. Η επιρροή τους στη λειτουργία του κινητήρα είναι πολύ μεγάλη. Έτσι, η αποτελεσματικότητα πλήρωσης και καθαρισμού των κυλίνδρων κατά τη λειτουργία του κινητήρα εξαρτάται από τη διάρκεια των φάσεων. Αυτό καθορίζει άμεσα την οικονομία καυσίμου, την ισχύ και τη ροπή.
Η ουσία και ο ρόλος του χρονισμού βαλβίδων
Αυτή τη στιγμή, υπάρχουν κινητήρες στους οποίους οι φάσεις δεν μπορούν να αλλάξουν βίαια και κινητήρες εξοπλισμένοι με μηχανισμούς (για παράδειγμα, CVVT). Για τον πρώτο τύπο κινητήρα, οι φάσεις επιλέγονται πειραματικά κατά τον σχεδιασμό και τον υπολογισμό της μονάδας ισχύος.
Μη ρυθμισμένος και μεταβλητός χρονισμός βαλβίδων
Οπτικά, όλα εμφανίζονται σε ειδικά διαγράμματα χρονισμού βαλβίδων. Τα πάνω και κάτω νεκρά σημεία (TDC και BDC, αντίστοιχα) είναι οι ακραίες θέσεις του εμβόλου που κινείται στον κύλινδρο, οι οποίες αντιστοιχούν στη μεγαλύτερη και μικρότερη απόσταση μεταξύ ενός αυθαίρετου σημείου του εμβόλου και του άξονα περιστροφής του στροφαλοφόρου άξονα του κινητήρα. Τα σημεία εκκίνησης για το άνοιγμα και το κλείσιμο της βαλβίδας (μήκος φάσης) εμφανίζονται σε μοίρες και θεωρούνται σε σχέση με την περιστροφή του στροφαλοφόρου άξονα.
Οι φάσεις ελέγχονται χρησιμοποιώντας έναν ιμάντα χρονισμού, ο οποίος αποτελείται από τα ακόλουθα στοιχεία:
- εκκεντροφόρος άξονας (ένας ή δύο).
- κίνηση αλυσίδας ή ιμάντα από τον στροφαλοφόρο άξονα στον εκκεντροφόρο άξονα.
Μηχανισμός διανομής αερίου Αποτελείται πάντα από διαδρομές, καθεμία από τις οποίες αντιστοιχεί σε μια συγκεκριμένη θέση των βαλβίδων στην είσοδο και την έξοδο. Έτσι, η αρχή και το τέλος της φάσης εξαρτώνται από τη γωνία του στροφαλοφόρου άξονα, ο οποίος συνδέεται με τον εκκεντροφόρο, ο οποίος ελέγχει τη θέση των βαλβίδων.
Για μία περιστροφή του εκκεντροφόρου, ο στροφαλοφόρος άξονας κάνει δύο στροφές και η συνολική γωνία περιστροφής του κατά τη διάρκεια του κύκλου λειτουργίας είναι 720°.
Κυκλικό διάγραμμα χρονισμού βαλβίδας Ας εξετάσουμε τη λειτουργία του χρονισμού βαλβίδων για έναν τετράχρονο κινητήρα χρησιμοποιώντας το ακόλουθο παράδειγμα (βλ. εικόνα):
- Είσοδος. Σε αυτό το στάδιο, το έμβολο κινείται από το TDC στο BDC και ο στροφαλοφόρος άξονας περιστρέφεται κατά 180º. Η βαλβίδα εξαγωγής είναι κλειστή και στη συνέχεια ανοίγει η βαλβίδα εισαγωγής. Το τελευταίο συμβαίνει με πρόοδο 12º.
- Συμπίεση. Το έμβολο κινείται από το BDC στο TDC και ο στροφαλοφόρος άξονας κάνει άλλη μια περιστροφή 180º (360º από την αρχική θέση). Η βαλβίδα εξαγωγής παραμένει κλειστή και η βαλβίδα εισαγωγής παραμένει ανοιχτή μέχρι ο στροφαλοφόρος άξονας να περιστραφεί κατά 40º.
- Εγκεφαλικό επεισόδιο εργασίας. Το έμβολο κινείται από το TDC στο BDC υπό την επίδραση της δύναμης ανάφλεξης του μείγματος αέρα-καυσίμου. Η βαλβίδα εισαγωγής βρίσκεται στην κλειστή θέση και η βαλβίδα εξαγωγής ανοίγει νωρίτερα όταν ο στροφαλοφόρος άξονας δεν έχει φτάσει ακόμη τους 42º BDC. Σε αυτή τη διαδρομή, η πλήρης περιστροφή του στροφαλοφόρου άξονα είναι επίσης 180º (540º από την αρχική θέση).
- Ελευθέρωση. Το έμβολο κινείται από το BDC στο TDC και ταυτόχρονα απωθεί τα καυσαέρια. Αυτή τη στιγμή, η βαλβίδα εισαγωγής είναι κλειστή (θα ανοίξει 12º πριν από το TDC) και η βαλβίδα εξαγωγής παραμένει στην ανοιχτή θέση ακόμα και όταν ο στροφαλοφόρος φτάσει στο TDC άλλες 10º. Η συνολική ποσότητα περιστροφής του στροφαλοφόρου σε αυτή τη διαδρομή είναι επίσης 180º (720º από το σημείο εκκίνησης).
Ο χρονισμός εξαρτάται επίσης από το προφίλ και τη θέση των εκκεντροφόρων. Έτσι, εάν είναι ίδιες στην είσοδο και στην έξοδο, τότε η διάρκεια ανοίγματος των βαλβίδων θα είναι επίσης η ίδια.
Γιατί καθυστερεί και προχωρά η ενεργοποίηση της βαλβίδας;
Για να βελτιωθεί η πλήρωση των κυλίνδρων, καθώς και για να εξασφαλιστεί πιο εντατικός καθαρισμός των καυσαερίων, οι βαλβίδες λειτουργούν όχι τη στιγμή που το έμβολο φτάνει στα νεκρά σημεία, αλλά με μια μικρή προώθηση ή καθυστέρηση. Έτσι, η βαλβίδα εισαγωγής ανοίγει μέχρι το έμβολο να περάσει το TDC (από 5° έως 30°). Αυτό επιτρέπει πιο εντατική έγχυση φρέσκου φορτίου στον θάλαμο καύσης. Με τη σειρά του, το κλείσιμο της βαλβίδας εισαγωγής συμβαίνει με καθυστέρηση (αφού το έμβολο φτάσει στο νεκρό σημείο του πυθμένα), γεγονός που επιτρέπει στον κύλινδρο να συνεχίσει να γεμίζει με καύσιμο λόγω αδρανειακών δυνάμεων, τη λεγόμενη αδρανειακή ώθηση.
Η βαλβίδα εξαγωγής ανοίγει επίσης νωρίς (από 40° έως 80°) έως ότου το έμβολο φτάσει στο BDC, το οποίο επιτρέπει στην πλειονότητα των καυσαερίων να διαφύγουν υπό τη δική του πίεση. Το κλείσιμο της βαλβίδας εξαγωγής, αντίθετα, συμβαίνει με καθυστέρηση (αφού το έμβολο περάσει το πάνω νεκρό σημείο), γεγονός που επιτρέπει στις αδρανειακές δυνάμεις να συνεχίσουν να απομακρύνουν τα καυσαέρια από την κοιλότητα του κυλίνδρου και καθιστά τον καθαρισμό του πιο αποτελεσματικό.
Οι γωνίες προώθησης και επιβράδυνσης δεν είναι κοινές σε όλους τους κινητήρες. Τα πιο ισχυρά και υψηλής ταχύτητας έχουν μεγαλύτερες τιμές αυτών των διαστημάτων. Έτσι, ο χρονισμός της βαλβίδας τους θα είναι ευρύτερος.
Το στάδιο λειτουργίας του κινητήρα στο οποίο και οι δύο βαλβίδες είναι ανοιχτές ταυτόχρονα ονομάζεται επικάλυψη βαλβίδων. Κατά κανόνα, η ποσότητα της επικάλυψης είναι περίπου 10°. Επιπλέον, δεδομένου ότι η διάρκεια της επικάλυψης είναι πολύ μικρή και το άνοιγμα των βαλβίδων είναι ασήμαντο, δεν υπάρχει διαρροή. Αυτό είναι ένα αρκετά ευνοϊκό στάδιο για το γέμισμα και τον καθαρισμό των κυλίνδρων, το οποίο είναι ιδιαίτερα σημαντικό σε υψηλές ταχύτητες.
Στην αρχή του ανοίγματος της βαλβίδας εισαγωγής, το τρέχον επίπεδο πίεσης στον θάλαμο καύσης είναι υψηλότερο από την ατμοσφαιρική πίεση. Ως αποτέλεσμα, τα καυσαέρια κινούνται πολύ γρήγορα προς τη βαλβίδα εξαγωγής. Όταν ο κινητήρας μεταβεί στη διαδρομή εισαγωγής, θα δημιουργηθεί υψηλό κενό στο θάλαμο, η βαλβίδα εξαγωγής θα κλείσει τελείως και η βαλβίδα εισαγωγής θα ανοίξει σε μια περιοχή διατομής επαρκή για την εντατική πλήρωση του κυλίνδρου.
Χαρακτηριστικά ρυθμιζόμενου χρονισμού βαλβίδων
Στις υψηλές ταχύτητες, ο κινητήρας του αυτοκινήτου απαιτεί περισσότερο όγκο αέρα. Και δεδομένου ότι στις μη ρυθμιζόμενες βαλβίδες χρονισμού οι βαλβίδες μπορούν να κλείσουν πριν εισέλθει επαρκής ποσότητα στον θάλαμο καύσης, η λειτουργία του κινητήρα αποδεικνύεται αναποτελεσματική. Για την επίλυση αυτού του προβλήματος, έχουν αναπτυχθεί διάφορες μέθοδοι ρύθμισης του χρονισμού βαλβίδων.
Βαλβίδα ελέγχου χρονισμού βαλβίδας Οι πρώτοι κινητήρες με παρόμοια λειτουργία επέτρεψαν τη ρύθμιση βημάτων, γεγονός που επέτρεψε την αλλαγή του μήκους φάσης ανάλογα με τον κινητήρα που έφτανε σε συγκεκριμένες τιμές. Με την πάροδο του χρόνου, έχουν αναδυθεί σχέδια χωρίς βήματα που επιτρέπουν πιο ομαλό και βέλτιστο συντονισμό.
Η απλούστερη λύση είναι ένα σύστημα μετατόπισης φάσης (CVVT), που υλοποιείται με περιστροφή του εκκεντροφόρου σε σχέση με τον στροφαλοφόρο άξονα σε μια ορισμένη γωνία. Αυτό σας επιτρέπει να αλλάξετε το χρόνο ανοίγματος και κλεισίματος των βαλβίδων, αλλά η πραγματική διάρκεια της φάσης παραμένει αμετάβλητη.
Για να αλλάξει άμεσα η διάρκεια μιας φάσης, ορισμένα αυτοκίνητα χρησιμοποιούν πολλαπλούς μηχανισμούς έκκεντρου, καθώς και ταλαντευόμενους έκκεντρους. Για την ακριβή λειτουργία των ρυθμιστών, χρησιμοποιούνται σύμπλοκα αισθητήρων, ελεγκτών και ενεργοποιητών. Ο έλεγχος τέτοιων συσκευών μπορεί να είναι ηλεκτρικός ή υδραυλικός.
Ένας από τους κύριους λόγους για την εισαγωγή συστημάτων ελέγχου χρονισμού είναι η αυστηροποίηση των περιβαλλοντικών προτύπων σχετικά με το επίπεδο τοξικότητας των καυσαερίων. Αυτό σημαίνει ότι για τους περισσότερους κατασκευαστές, το ζήτημα της βελτιστοποίησης του χρονισμού βαλβίδων παραμένει ένα από τα πιο σημαντικά.
Η βαλβίδα εξαγωγής αρχίζει να ανοίγει στο τέλος της διαδικασίας εκτόνωσης πριν από το b.m.t. κατά γωνία φ o.v. = 30h-75° (Εικ. 20) και κλείνει μετά το T.M.T. με καθυστέρηση κατά τη γωνία φ s.v., όταν το έμβολο κινείται κατά τη διαδρομή πλήρωσης προς την κατεύθυνση προς το επίπεδο του εδάφους. Η αρχή του ανοίγματος και του κλεισίματος της βαλβίδας εισαγωγής μετατοπίζεται επίσης σε σχέση με τα νεκρά σημεία: το άνοιγμα ξεκινά πριν από το TDC. προωθείται κατά γωνία φ 0 . vp και το κλείσιμο γίνεται μετά από n.m.t. με καθυστέρηση κατά τη γωνία φ W.W. στην αρχή της διαδρομής συμπίεσης. Οι περισσότερες από τις διαδικασίες απελευθέρωσης και πλήρωσης πραγματοποιούνται χωριστά, αλλά γύρω στο b.m.t. οι βαλβίδες εισαγωγής και εξαγωγής είναι ανοιχτές για κάποιο χρονικό διάστημα ταυτόχρονα. Η διάρκεια της επικάλυψης βαλβίδων, ίση με το άθροισμα των γωνιών φ s.v + φ o.vp, είναι μικρή για τους κινητήρες με έμβολο (Εικ. 20, α), αλλά για τους συνδυασμένους κινητήρες μπορεί να είναι σημαντική (Εικ. 20, β). Η συνολική διάρκεια ανταλλαγής αερίων είναι φ o.v + 360 o + φ w.vp = 400-520 o; για κινητήρες υψηλής ταχύτητας είναι μεγαλύτερο.
Περίοδοι ανταλλαγής αερίου σε δίχρονους κινητήρες
Σε έναν δίχρονο κινητήρα, οι διαδικασίες ανταλλαγής αερίων συμβαίνουν όταν το έμβολο κινείται κοντά στο επίπεδο του εδάφους. και καταλαμβάνουν μέρος της διαδρομής του εμβόλου κατά τις διαδρομές διαστολής και συμπίεσης.
Σε κινητήρες με σύστημα ανταλλαγής αερίου βρόχου, τόσο τα παράθυρα εισαγωγής όσο και εξαγωγής ανοίγουν από το έμβολο, επομένως οι φάσεις διανομής αερίου και τα διαγράμματα επιφάνειας διατομής των παραθύρων είναι συμμετρικά σε σχέση με το b.m.t. (Εικ. 24, α). Σε όλους τους κινητήρες με συστήματα ανταλλαγής αερίων άμεσης ροής (Εικ. 24, β), οι φάσεις ανοίγματος των θυρών (ή των βαλβίδων) εξαγωγής είναι ασύμμετρες σε σχέση με το b.m.t., επιτυγχάνοντας έτσι καλύτερη πλήρωση του κυλίνδρου. Συνήθως, οι θύρες εισόδου και οι θύρες εξόδου (ή βαλβίδες) κλείνουν ταυτόχρονα ή με μικρές διαφορές γωνίας. Είναι επίσης δυνατή η εφαρμογή ασύμμετρων φάσεων σε έναν κινητήρα με ένα σχήμα ανταλλαγής αερίων βρόχου,
εάν εγκαταστήσετε (στην είσοδο ή την έξοδο) πρόσθετες συσκευές - καρούλια ή βαλβίδες. Λόγω της έλλειψης αξιοπιστίας τέτοιων συσκευών, δεν χρησιμοποιούνται επί του παρόντος.
Η συνολική διάρκεια των διαδικασιών ανταλλαγής αερίων σε δίχρονους κινητήρες αντιστοιχεί σε γωνία περιστροφής στροφαλοφόρου άξονα 120-150°, η οποία είναι 3-3,5 φορές μικρότερη από ό,τι στους τετράχρονους κινητήρες. Γωνία ανοίγματος παραθύρων (ή βαλβίδων) εξαγωγής φ r.o. = 50-90° π.Χ., και η γωνία προώθησης του ανοίγματός τους φ pr = 10-15 0. Σε κινητήρες υψηλής ταχύτητας με εξάτμιση μέσω βαλβίδων, αυτές οι γωνίες είναι μεγαλύτερες και σε κινητήρες με εξάτμιση από παράθυρα, είναι μικρότερες.
Στους δίχρονους κινητήρες, οι διαδικασίες εξάτμισης και πλήρωσης συμβαίνουν ως επί το πλείστον μαζί - με τις θυρίδες εισαγωγής (καθαρισμός) και εξαγωγής (ή βαλβίδες εξαγωγής) να ανοίγουν ταυτόχρονα. Επομένως, ο αέρας (ή ένα εύφλεκτο μείγμα) εισέρχεται στον κύλινδρο, κατά κανόνα, υπό την προϋπόθεση ότι η πίεση μπροστά από τα παράθυρα εισόδου είναι μεγαλύτερη από την πίεση πίσω από τα παράθυρα εξόδου (βαλβίδες).
Βιβλιογραφία:
Nalivaiko V.S., Stupachenko A.N. Η Sypko S.A. Μεθοδολογικές οδηγίες για τη διεξαγωγή εργαστηριακών εργασιών στο μάθημα "Μηχανές εσωτερικής καύσης στη θάλασσα", Nikolaev, NKI, 1987, 41 σελ.
Ναυτιλιακές μηχανές εσωτερικής καύσης. Σχολικό βιβλίο/ Yu.Ya. Fomin, Α.Ι. Gorban, V.V. Dobrovolsky, A.I. Lukin et al.-L.: Shipbuilding, 1989 – 344 p.: ill.
ΜΗΧΑΝΕΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗΣ ΚΑΥΣΗΣ. Θεωρία εμβόλων και συνδυασμένων κινητήρων: Εκδ. ΟΠΩΣ ΚΑΙ. Ορλίνα, Μ.Γ. Kruglova – M.: Μηχανολόγων Μηχανικών, 1983 – 372 σελ.
Vanscheidt V.A. Ναυτιλιακές μηχανές εσωτερικής καύσης. L. Ναυπηγική, 1977.-392 σελ.
Τύποι καθαρισμού του εύφλεκτου μείγματος κινητήρα εσωτερικής καύσης.
Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι εμφύσησης: εκτροπέας (εγκάρσια) και χωρίς εκτροπή (επιστροφή ή βρόχος).
Ένας εκτροπέας είναι μια ειδική προεξοχή - μια προσωπίδα - στο κάτω μέρος του εμβόλου, η οποία χρησιμεύει για να εξασφαλίσει τη σωστή κατεύθυνση της ροής του εύφλεκτου μείγματος που εισέρχεται στον κύλινδρο μέσω του παραθύρου εξαέρωσης. Στο Σχ. Το Σχήμα 44 δείχνει ένα διάγραμμα καθαρισμού εκτροπέα.
Το μείγμα που συμπιέζεται στον στροφαλοθάλαμο εισέρχεται στον κύλινδρο μέσω του καναλιού καθαρισμού και του παραθύρου, συναντώντας τον εκτροπέα καθ' οδόν. Η ροή του μείγματος εκτρέπεται προς τα πάνω στον θάλαμο καύσης και από εκεί κατεβαίνει στο παράθυρο της εξάτμισης, εκτοπίζοντας τα καυσαέρια μέσω αυτού από τον κύλινδρο. Με ένα τέτοιο σύστημα εξαέρωσης, το παράθυρο της εξάτμισης βρίσκεται απέναντι από το παράθυρο καθαρισμού, το οποίο σε κάποιο βαθμό συμβάλλει στην αύξηση της απώλειας του μείγματος εργασίας μέσω του παραθύρου εξάτμισης κατά τον καθαρισμό του κυλίνδρου. Οι κινητήρες με καθαρισμό εκτροπέα έχουν αυξημένη κατανάλωση καυσίμου. Η παρουσία ενός εκτροπέα στο κάτω μέρος του εμβόλου αυξάνει το βάρος του και επιδεινώνει το σχήμα του θαλάμου καύσης. Ωστόσο, για διάφορους σχεδιαστικούς λόγους, η εμφύσηση εκτροπέα χρησιμοποιείται ευρέως για εξωλέμβιους κινητήρες: για παράδειγμα, ο κινητήρας Moskva με ισχύ 10 ίππων έχει σχεδιαστεί έτσι. Με.
Κάπως μεγαλύτερη απόδοση επιτυγχάνεται με τη χρήση φυσήματος χωρίς εκτροπέα. Το σχήμα επιστροφής, καθαρισμού δύο καναλιών φαίνεται στο Σχ. 45.
Σε αυτή την περίπτωση, το έμβολο είναι κατασκευασμένο με επίπεδο ή ελαφρώς κυρτό πυθμένα. Τα ρεύματα σαρωτής συγκρούονται και ανεβαίνουν κατά μήκος του τοιχώματος του κυλίνδρου, μετατοπίζοντας τα καυσαέρια στη θύρα εξάτμισης. Με βάση τον αριθμό των καναλιών καθαρισμού και τη φύση της κίνησης του μείγματος, αυτός ο τύπος καθαρισμού ονομάζεται βρόχος δύο καναλιών.
Η εκκαθάριση βρόχου επιστροφής μπορεί να είναι τριών ή τεσσάρων καναλιών. Στην τελευταία περίπτωση, τα κανάλια καθαρισμού βρίσκονται δίπλα-δίπλα, ανά ζεύγη ή σταυρωτά.
Ρύζι. 45. Σχέδιο επαναφοράς (βρόχος) φύσημα χωρίς εκτροπέα
Επιστροφή, το φύσημα δύο καναλιών είναι πιο συνηθισμένο. Οι εξωλέμβιοι κινητήρες ZIF-5M και Strela έχουν αυτόν τον τύπο καθαρισμού.
Η χρήση καθαρισμού χωρίς εκτροπέα καθιστά δυνατή την απόκτηση υψηλών αναλογιών συμπίεσης με το πιο πλεονεκτικό σχήμα του θαλάμου καύσης, γεγονός που καθιστά δυνατή την εξαγωγή περισσότερης ισχύος λίτρων από τον κινητήρα. Οι αγωνιστικοί δίχρονοι κινητήρες με εκκένωση θαλάμου στροφάλου, κατά κανόνα, έχουν εκκένωση βρόχου επιστροφής δύο ή τριών καναλιών.
Η διαδικασία καθαρισμού και πλήρωσης του στροφαλοθαλάμου ενός δίχρονου κινητήρα με φρέσκο μείγμα εργασίας εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από το μέγεθος των παραθύρων και τη διάρκεια του ανοίγματός τους από το έμβολο. Η αρχή του ανοίγματος και του κλεισίματος της εισαγωγής κυλίνδρου, των θυρών σάρωσης και εξαγωγής, καθώς και η διάρκεια της εισαγωγής, της απομάκρυνσης και της εξαγωγής, εκφρασμένη σε βαθμούς γωνίας στροφαλοφόρου, φαίνονται στο διάγραμμα χρονισμού βαλβίδων κινητήρα (Εικ. 46).
Η περίοδος που αντιστοιχεί στη γωνία περιστροφής του στροφαλοφόρου άξονα, όταν ο στροφαλοθάλαμος γεμίζει με φρέσκο μείγμα εργασίας μέσω του ανοιχτού παραθύρου εισαγωγής, ονομάζεται φάση εισαγωγής. Οι περίοδοι που αντιστοιχούν στις γωνίες περιστροφής του στροφαλοφόρου άξονα στο Το άνοιγμα των παραθύρων εξαέρωσης και εξάτμισης ονομάζονται φάσεις καθαρισμού και εξαγωγής.
Στο Σχ. Το 46 δείχνει το διάγραμμα διανομής αερίου του κινητήρα Strela. Για αυτόν τον κινητήρα, ο χρονισμός της βαλβίδας, εκφρασμένος σε βαθμούς γωνίας περιστροφής του στροφαλοφόρου, είναι: φάση εισαγωγής στον στροφαλοθάλαμο - 120°, φάση εξαέρωσης - 110° και φάση εξαγωγής - 140°.
Το διάγραμμα δείχνει ότι σε σχέση με τον άξονα που διέρχεται από τα νεκρά σημεία, το δεξί και το αριστερό μέρος του διαγράμματος είναι συμμετρικά. Αυτό σημαίνει ότι εάν το παράθυρο εισαγωγής αρχίσει να ανοίγει με το έμβολο 60° πριν από το TDC, τότε θα κλείσει 60° μετά το TDC. Το άνοιγμα και το κλείσιμο των παραθύρων εξάτμισης και εξαέρωσης γίνεται με τον ίδιο τρόπο. Η διάρκεια της φάσης εξάτμισης είναι συνήθως 30-35° μεγαλύτερη από τη διάρκεια της φάσης καθαρισμού. Ο περιγραφόμενος κινητήρας ονομάζεται κινητήρας τριών παραθύρων.
Ο συμμετρικός χρονισμός της βαλβίδας ενός δίχρονου κινητήρα με καθαρισμό του θαλάμου στροφάλου επηρεάζει αρνητικά την ισχύ του λίτρου και την απόδοσή του.
Ρύζι. 46. Διάγραμμα διανομής αερίου κινητήρων εξωλέμβιων κινητήρων σκαφών ZIF-5M και "Strela"
Μια σύντομη διάρκεια της φάσης εισαγωγής μειώνει το γέμισμα του στροφαλοθαλάμου και, επομένως, την ισχύ του κινητήρα. Η αύξηση του ύψους του παραθύρου εισαγωγής έχει τα όριά της: αυξάνει την ποσότητα του μείγματος που αναρροφάται στον στροφαλοθάλαμο κατά την ανοδική διαδρομή του εμβόλου, αλλά οδηγεί σε απώλειά του λόγω του ότι το μείγμα ρίχνεται πίσω στο καρμπυρατέρ μέσω του ανοιχτού παραθύρου κατά τη διάρκεια η προς τα κάτω κίνηση του εμβόλου. Η διάρκεια της φάσης εισαγωγής εξαρτάται από τις στροφές του κινητήρα. Εάν ο κινητήρας δεν κάνει περισσότερες από 3000-4000 σ.α.λ., η φάση εισαγωγής συνήθως δεν υπερβαίνει τις 110-120° της γωνίας του στρόφαλου. Σε αγωνιστικούς κινητήρες που αναπτύσσουν 6000 σ.α.λ. ή περισσότερο, φτάνει τις 130-140°, αλλά όταν λειτουργεί σε χαμηλές στροφές, ένας τέτοιος κινητήρας βιώνει το μείγμα να ρίχνεται πίσω στο καρμπυρατέρ.
Η φάση της εξάτμισης των κινητήρων υψηλής ταχύτητας είναι επίσης αυξημένη και ανέρχεται σε 150-160°. Σε αυτή την περίπτωση, το ύψος του παραθύρου της εξάτμισης είναι 7-8 mm μεγαλύτερο από το παράθυρο καθαρισμού Η ανάγκη επέκτασης των φάσεων για αγωνιστικούς κινητήρες πολλαπλών στροφών εξηγείται από το γεγονός ότι στις υψηλές ταχύτητες ο χρόνος (διάρκεια) ανοίγματος του τα παράθυρα μειώνονται, με αποτέλεσμα να πέφτει η πλήρωση των κυλίνδρων με το μείγμα εργασίας και η ισχύς του κινητήρα.
Ρύζι. 47. Διάγραμμα δίχρονων κινητήρων με χρονισμό βαλβίδας μπομπίνας: α- με καρούλι δίσκου στον στρόφαλο. β- με κινούμενη κυλινδρική βαλβίδα (γερανός)
Η πλήρωση του στροφαλοθαλάμου ενός δίχρονου κινητήρα μπορεί να αυξηθεί χρησιμοποιώντας ένα σύστημα εισαγωγής μέσω ενός περιστρεφόμενου καρουλιού ή βαλβίδων καλαμιού.
Στην πρώτη περίπτωση, τοποθετείται ένας δίσκος με μια οπή στο στροφαλοφόρο άξονα, μέσα στον στροφαλοθάλαμο, για να επιτρέψει στο μείγμα εργασίας να αναρροφηθεί μέσα στο στροφαλοθάλαμο. Η δεύτερη τρύπα βρίσκεται στο πάνω τοίχωμα του στροφαλοθαλάμου, στο οποίο πιέζεται το καρούλι με ένα ελατήριο. Καθώς ο στροφαλοφόρος άξονας περιστρέφεται, το καρούλι περιστρέφεται μαζί του. όταν η τρύπα στο καρούλι συμπίπτει με το παράθυρο εισόδου στο τοίχωμα του στροφαλοθαλάμου, το μείγμα γεμίζει τον εσωτερικό όγκο του στροφαλοθαλάμου. Τα διαγράμματα ενός κινητήρα με αναρρόφηση μέσω ενός περιστρεφόμενου πηνίου φαίνονται στο Σχ. 47.
Το πλεονέκτημα μιας τέτοιας συσκευής είναι η δυνατότητα πλήρους χρήσης της ανοδικής διαδρομής του εμβόλου και αύξησης της φάσης εισαγωγής σε γωνία περιστροφής στροφαλοφόρου άξονα 180-200°. Το μείγμα εισέρχεται στον στροφαλοθάλαμο μόλις το πάνω άκρο του εμβόλου κλείσει το παράθυρο καθαρισμού. Η λήψη τελειώνει μετά από 40-50°, έχοντας περάσει το TDC (Εικ. 48).
Το διάγραμμα φάσης εισαγωγής ενός τέτοιου κινητήρα είναι ασύμμετρο.
Ρύζι. 48. Διάγραμμα διανομής αερίου δίχρονου κινητήρα με έλεγχο μπομπίνας για απελευθέρωση εύφλεκτου μείγματος στον στροφαλοθάλαμο
