ZESZYTY NAUKOWE POLITECHNIKI ŚLĄSKIEJ S e r i a : E n e r g e t y k a z« 56
_________ 1976 Kr k o l . 4 7 4
T a d e u s z D z i u l a k
I n s t y t u t T e c h n i k i C i e p l n e j
KIERUNKI ROZWOJU W KONSTRUKCJI
NOWOCZESNYCH DWUSUWOWYCH SILNIKÓW SAMOCHODOWYCH Z ZAPŁONEM ISKROWYM
S t r e s z c z e n i e . W p r a c y p r z e d s t a w i o n o z a s a d n i c z e c e o h y , z a l e t y i p a r am e t ry c h a r a k t e r y z u j ą c e dwusuwowe s i l n i k i samochodowe z zapłonem iskrowym na t l e z a g a d n i e n i a t o k s y c z n o ś c i s p a l i n . Omówione z o s t a ł y r ó wn i e ż nowe k i e r u n k i r o zwoj u s z y b k o b i e ż n y c h s i l n i k ó w dwusuwowych, s z c z e g ó l n i e z z a s t o s o w a n i e m z a s i l a n i a wt rys kowe g o.
Ceohą gł ówną dwusuwowego s i l n i k a s p a l i n o we g o j a k o maszyny e n e r g e t y c z n ej j e s t r e a l i z a o j a c y k l u p r a c y w optymalnym z a k r e s i e j e d n e g o p eł n e g o 0- b r o t u wału kor bo we go . W y k o r z y s t a n i e t ł o k a j a k o elementu s t e r u j ą c e g o r o z rządem s i l n i k a 1 e l i m i n u j ą c e g o k l a s y c z n y r o z r z ą d zaworowy w i ąż e s i ę ś o i ś -
l e z odmiennym n i ż w s i l n i k u czterosuwowym p r z e b i e g i e m p r o c e s u wymiany ł a dunku.
V/ o p a r c i u o dane s t a t y s t y c z n e , o d n o s z ą c e s i ę do s z y b k o b i e ż n y c h s i l n i ków s p a l i n o w y c h z zapł onem iskrowym s t w i e r d z i ć można, że o a ł k o w l t y o k r e s ł a d o w an i a ( n a p e ł n i a n i a ) c y l i n d r a wyrażony kątem r o z r z ą d u j e s t w s i l n i k u dwusuwowym p r z e c i ę t n i e d wukr o t n i e m n i e j s z y w porównaniu z okresem o t wa r c i a zaworu s s ą c e g o w s i l n i k u c z t er osuwowym. Oznacza t o , że c a ł k o w i t e k ą t y o t w a r c i a organów s t e r u j ą c y c h n a p e ł n i e n i e m c y l i n d r a s i l n i k a c zt er osuwowego
oL o r a z dwusuwowego cL, s ą w p r z y b l i ż e n i u o d wr o tn i e p r o p o r c j o n a l n e do
4 2
c z ę s t o t l i w o ś c i suwów p r aoy
\ 1
t = — 5 2 4
B i o r ą c pod uwagę, że w dwusuwowym s i l n i k u s pal inowym n a p e ł n i a n i e c y l i n d r a odbywa s i ę r ó w n o c z e ś n i e z usuwaniem produktów s p a l a n i a , w innym a n i ż e l i w s i l n i k u c z t er osuwowym z a k r e s i e p r ę d k o ś c i t ł o k a o r a z przy odmiennym c h a r a k t e r z e w y s t ę p u j ą c y c h z j a w i s k dynami cznyc h, zrozumi ał ym s t a j e s i ę f a k t , że z a g a d n i e n i e m i s t o t n y m d l a s i l n i k a dwusuwowego j e s t probl em s p r a w n o ś c i pro
c e s u wymiany ładunku c y l i n d r a . Cd s p r a w n o ś c i p r z e b i e g u t e g o p r o c e s u z a l e ż e ć b ę d z i e ekonomia p r a c y s i l n i k a dwusuwowego o r a z z a k r e s j e g o z a s t o s o w a ń
j a k o s i l n i k a t r a k c y j n e g o .
T a d e u s z D z iu la k
P r z e b i e g p r o o e s u wymiany ł adunku c h a r a k t e r y z u j ą n a s t ę p u J ą o e , główne w s k a ź n i k i :
y - i l o ś ć c z y n n i k a z n a j d u j ą o e g o s i ę w o y l i n d r z e po za k o ń o ze n i u p r o - P o e su wymiany ł a d u nk u,
Y:oo - c a ł k o w i t a i l o ś ć c z y n n i k a , k t ó r a p r z e p ł y n ę ł a p r z e z u k ł a d : s k r z y n i a korbowa - c y l i n d e r ,
Vr - i l o ś ć w i l g o t n y c h s p a l i n p o z o s t a ł y o h w o y l i n d r z e , o d n i e s i o n a do warunków normal nyc h,
Vg - ge ome tr yoz na o b j ę t o ś ć skokowa, 6 ^ — wzgl ę dna wys okoś ć o k i e n wylotowyoh.
S k ł a d ł adunku ( o z y n n i k a r o b o c z e g o ) o k r e ś l a poza r z e c z y w i s t y m ws pó ł c zy n n i ki em nadmiaru p o w i e t r z a % , ws pó ł c zy n n i k wy mi e s z a n i a ł ad u n k u :
Dotychczasowe k r y t e r i a oceny praoy s i l n i k ó w s p al i n ow y c h o p a r t e b y ł y na b i l a n s a o h o i e p l n y o h , k t ó r e powinny być r o z p a t r y w a n e d l a r óżnyoh warunków praoy o r a z na w a r t o ś c i a c h wskaźników porównawczyoh, J a k np, ś r e d n i e c i ś n i e n i e u ż y t e c z n e p g .
W s i l n i k a c h t ypu t r a k o y j n e g o , a więo s z y b k o b i e ż n y c h deoydował y d o t y o n - c z a s t e w s k a ź n i k i , k t ó r e b e z p o ś r e d n i o r z u t u j ą na o s i ą g i pojazdów samocho
dowych. W dą ż e n i u do o s i ą g n i ę c i a maksymalnych w a r t o ś c i t y c h wskaźników m n i e j s z ą uwagę zwracano dot yohozag na z a g a d n i e n i e " o z y s t o ś o l " s p a l i n emi
towanych p r z e z s i l n i k i b e z p o ś r e d n i o do o t o o z e n i a .
O b e c n i e , w d o b i e w a l k i o ochronę n a t u r a l n e g o ś r o d o w i s k a c z ł o w i e k a , s p r a wn o ś ć p r o c e s u a p a l a n i a o k r e ś l o n a m . i n . z a w a r t o ś c i ą t o k s y o z ny c h s k ł a d ników w s p a l i n a c h s t a ł a s i ę de cyduj ąc ym k r y t e r i u m w a r t o ś c i e k s p l o a t a c y j nych s i l n i k ó w t r a k c y j n y c h . W zwi ązku z tym d a l s z e u n o w o c z e ś n i a n i a s i l n i ków s p al i n ow y c h powinno p o l e g a ć w p i e rws zym r z ę d z i e na wprowadzani u no
wych p a l i w i systemów z a s i l a n i a . a ) w s p ó ł c z y n n i k p r z ec h wy c e ni a ładunku
co
b ) ws pó ł o z y n ni k s p r a w n o ś o l wymiany ładunku
o ) w s p ó ł c z y n n i k s p r a w n o ś c i efektywnego n a p e ł n i e n i a c y l i n d r a
g d z i e :
g d z i e :
K i e r u n k i r o zw o j u w k o n s t r u k c j i .♦ 19
Układy z a s i l a n i a i r o z r z ą d u s i l n i k ó w samochodowych powinny zape wni ć od
powi edni s k ł a d s p a l i n w s z e r o k i m z a k r e s i e o b c i ą ż e ń 1 p r ę d k o ś c i obrotowych
•7 dwusuwowym s i l n i k u samochodowym z a g a d n i e n i e s k ł a d u s p a l i n n a b i e r a de
c y d u j ą c e g o z n a c z e n i a i na t e j p ł a s z c z y ź n i e s i l n i k i t e porównywane. s ą z s i l n i k a m i cz t e r os u wo wymi .
wyniku u t l e n i a n i a węglowodorów w c z a s i e p r o c e su s p a l a n i a w s p a l i n a c h w y s t ę p u j e zaws ze t l e n e k w ę g l a CO, węglowodory z w i ą z k i a z o t u N^O^, o - r a z z w i ą z k i o ł o w i u , bromu i c h l o r u , k t ó r e dodawane s ą do benzyn j ę k o ś r o d k i p r z e c i w s t u k o w e . Rysunek 1 p r z e d s t a w i a s o h e m a t y c z n i e z a k r e s y wys tępowa
n i a n a j m n i e j s z y c h i l o ś c i t ok sy oz n y ch s k ł adn i ków CO, c raHn o r a z n a j w i ę k s z y c h i l o ś c i Nx0 y , * z a l e ż n o ś c i od w s p ó ł c z y n n i k a nadmi aru p o w i e t r z a % . 2 aznaozono r ó wn i e ż wpływ X na ś r e d n i e c i ś n i e n i e u ż y t e c z n e p g , w z g l ę d n i e moment obrotowy M .
z a k re s paln ości
< C =
Cf7 0,8 Q9 p j Z 13
I - 3 *
(C O )„
(Cm H n)m m ( N t O y ) , d pe i m al,Je
R y s . 1 . Z a k r e s y wys t ę po wa ni a s k ł adn i ków t o k s y c z n y c h w s p a l i n a c h w z a l e ż n o ś c i od w s p ó ł c z y n n i k a nadmiaru p o w i e t r z a \ . 7/pływ t y c h s k ł ad n i k ó w na
ś r e d n i e o l ś n i e n i e u ż y t e oz n e p g
Zmiany w k o n s t r u k o j l nowoczesnyoh s i l n i k ó w samochodowych z m i e r z a j ą obe
c n i e w dwóch k i e r u n k a c h : p o l e p s z e n i a s p r a w n o ś c i p r z e b i e g u samego p r o c e su s p a l a n i a o r a z r e d u k c j i do minimum produktów n i e z u p e ł n e g o s p a l a n i a . P o n i e waż sam p r o c e s s p a l a n i a wewnątrz o y l l n d r a s i l n i k a u z a l e ż n i o n y j e s t od s y stemu z a s i l a n i a , więo zmiany w tym u k ł a d z i e p o l e g a j ą na wprowadzani u no
wych r o z w i ą z a ń g a i n i k ó w , u m o ż l i w i a j ą c y c h s t o s o w a n i e mo żl i wi e u b o g i c h mie
s z a n e k o r a z na a u t o m a t y c z ną r e g u l a o j ę k ą t a w y p r z e d z e n i a z a p ł o n i : . N l e ż a ł e ś n i e od r o zw o j u k o n s t r u k c j i samych gaźników c o r a z c z ę ś c i e j p o j a w i a j ą s i ę s i l n i k i samochodowe z e l e k t r o n i c z n y m ukł adem wtryskowym ( t z n . z wewnętrz
nym wytwarzaniem m i e s z a n k i ) .
Na t l e podanyoh skró t owo t e n d e n c j i w ro zwoj u k o n s t r u k c j i s i l n i k ó w samo
chodowych n a l e ż y r o z p a t r z y ć probl em s z y b k o b i e ż n y c h s i l n i k ó w dwusuwowych.
St os o wa ne o b e c n i e s z y b k o b i e ż n e dwusuwowe s i l n i k i samochodowe z zapłonem iskrowym o har a kt e r y ż u j ą s i ę j e d n ą w s p ó l n ą c e c h ą , a m i a n o w i c i e : wyk o r zy s t a-
20 T a d e u s z Dz l u l a k
niem s k r z y n i korbowej w p r o c e s i e wymiany ł ad u nk u. Od s p r a w n o ś c i n a p e ł n i e n i a s k r z y n i k o r b o w e j , k t ó r a w tym r o z w i ą z a n i u s p e ł n i a r o l ę pompy ł a d u j ą c e j , z a l e ż y d a l s z y p r z e b i e g wymienionego p r o c e s u o b e j m u j ą c e g o : swobodny wypływ s p a l i n z c y l i n d r a , przepływ w s t ę p n i e s p r ę ż o n e g o w s k r z y n i korbowej c z y n n i k a do c y l i n d r a o r a z w y t ł a c z a n i e s p a l i n z c y l i n d r a z u d z i a ł e m czyn
n i k a r o b o c z e g o . W t a k i m r o z w i ą z a n i u i s t n i e j e z ł o ż o n a w s p ó ł z a l e ż n o ś ć u k ł a dów z a s i l a n i a i r o z r z ą d u , w z gl ęd n i e p r z e b i e g u f a z y pr z yg o t owa wc z e j i f a zy gł ówn e j ( p ł u k a n i a c y l i n d r ó w ) za c ho dz ą c yc h w komorze r o b o c z e j s i l n i k a .
W w i ę k s z o ś c i st os owanych r o z w i ą zań k o n s t r u k c y j n y c h t ł o k s p e ł n i a wy
ł ą c z n ą r o l ę elementu s t e r u j ą c e g o wy
mienionymi f a z a m i , r e a l i z u j ą c w ten s p os ó b r o z r z ą d symet ryczny względem punktów zwrotnych WZP, ZZP. Rysunek 2 p r z e d s t a w i a u s y tu o wa ni e c h a r a k t e r y s t y c z n y c h punktów r o z r z ą d u s y m e t ry c z nego względem l i n i i zwrotnych p o ł o żeń t ł o k a .
Na rys un ku tym o z n a c z a j ą :
oW, zW - o t w a r c i e i z amk n i ęc i e okna wylotowego
oD, zD - o t w a r c i e i z a mk ni ęc i e okna do l o t owe g o
o S , zS - o t w a r o l e i z a mk ni ę c i e okna s s ą c e g o .
cCH - o k r e s wylotu etp - o k r e s d o l o t u c z y n n i k a do komory r o b o c z e j i p ł u k a n i a
<Sg - o k r e s s s a n i a o z y n ni k a do s k r z y n i k o r b o we j .
>•' s y s t e m i e tym s z c z e g ó l n i e w y s t ę p u j e n i e k o r z y s t n e z j a w i s k o " u c i e c z k i "
c z ę ś c i ładunku do u kł ad u wylotowego o r a z możli woś ć c o f a n i a s i ę c z ę ś c i s p a l i n do k a n a ł u d o l o t o w e g o , co w e f e k c i e powoduj e, że s i l n i k i t e o d z n a c z a j ą s i ę m n i e j s z ą w a r t o ś c i ą w s pó ł c z y n n i k a prze c h wyc e ni a ładunku Z a s t o s o wanie r o z r z ą d u a sy m e t r y c z n e g o u możl i wi a z m n i e j s z e n i e I n t e n s y w n o ś c i c o f a n i a s i ę ł adunku pr zy powrotnym ruchu t ł o k a o r a z w y k o r z y s t a n i e w większym s t o p n i u e f e k t u ł a d u j ą c e g o , wywołanego d z i a ł a n i e m przewodu s s ą c e g o . Ma t o s z c z e g ó l n e z n a c z e n i e w z a k r e s i e p r acy s i l n i k a z małymi p r ę d k o ś c i a m i o b ro towymi. Na ry s un ku 3 w i e l k o ś ć a s y m e t r i i o k r e ś l o n a J e s t kątem ^ , t j . ką
tem, p^zy którym n a s t ę p u j e c a ł k o w i t e o t w a r c i e okna s s ą c e g o p r z ed WZP t ł o k a . R o z r z ą d a s y me t r y cz n y f a z y z a s y s a n i a r e a l i z o w a n y j e s t p r z e z z a s t o s o w a n i e dodatkowych u r z ą dz eń s t e r o w n i c z y c h w p o s t a c i suwaków wz g l ę d n i e p r z e - p u s t n i e o b r o t o w y ch . U opracowanycn d o t y c h c z a s r o z w i ą z a n i a c h j a k o element s t e r u j ą c y wykor zys tywana j e s t c z ę s t o J ed na z t a r c z korbowych, oo zapewnia s t e r o w a n i e napływem ł adunku w k ie r u n k u promieniowym lub osiowym.
K i e r u n k i r o zw o j u w ' i co a s t r uk o . l l . .
21
Z a s t o s o w a n i e a s y m e t r i i f a z y z a s y s a n i a pozwal a na k o r z y s t n e p o wi ę k s z e n i e k ą t a a g , t a n . na p r z e d ł u ż e n i e o k r e s u napływu o z y n ni k a do s k r z y n i kor
bowej i tym samym na wz r o s t w a r t o ś c i w s p ó ł c z y n n i k a s p r a w n o ś c i e f ektywne go n a p e ł n i e n i a c y l i n d r a p e n * J a ^o p r z y k ł a d s ł u ż y ó może r o z w i ą z a n i e a s y m e t r i i r o z r z ą d u w s i l n i k u P 63 samochodu T r a b a n t 6 0 1 , w którym k ą t = 1 8 0 ° przy k ą c i e i = 4 5 ° . R o z r z ą d a s y me t r y cz n y z r e a l i z o w a ó ró wni eż można p r z e z z a s t o s o w a n i e s i l n i k ó w z podwójnymi c y l i n d r a m i , t z w . dwutł okowych.
J e d n ą z c h a r a k t e r y s t y c z n y c h c e c h t r a k c y j n e g o s i l n i k a dwusuwo
wego J e s t n i e s t a b i l n a p r a c a w z a k r e s i e małych o b c i ą ż e ń w z g l ę d n i e b i e g u l uz e m, przy o z ę ś c l o w o o t wa r t e j p r z e p u s t n i c y g a ź n i k a . W warun
ka c h t y c h , ws kutek " r o z c i e ń c z e n i a "
s p a l i n a m i dawki p a l i w a , mogą wystą- p i ó suwy j a ł o w e , k t ó r y c h o z ę s t o t l t wośó u z a l e ż n i o n a j e s t od s t o p n i a u w a r s t w i e n i a m i e s z a n k i i u s yt u o w a ni a s t r e f y p a l n e j w s t o s u n k u do ś wi e c y z a p ł o n o w e j ,
Skonomi ozną p r aoę dwusuwowego s i l n i k a samochodowego z zapł onem i s k r o wym, s z c z e g ó l n i e w z a k r e s i e o b c i ą ż e ń o z ę ś c l o w y o h , z ape wn i ć może w y ł ą c z n i e r o z r z ą d a sy m e t ry c z n y p r zy dużyoh k ą t a c h o t wa r ć cCg i odpowiednim k ą c i e a - s y m e t r l i $ •
Dl a z a pe wn i e ni a m o ż l i wo ś oi u z y s k i w a n i a dużych p r z y s p i e s z e ń , dwusuwowe s i l n i k i samoohodowe muszą s i ę o d z n a c z a ć dużym w s p ó ł c z y n n i k i e m z a s y s a n i a w z a k r e s i e p r ę d k o ś o i obrotowych b i e g u J a ł ow e g o o r a z małym zuż y c i e m j e d nostkowym p a l i w a . Z a g a d n i e n i e t o J e s t r ó wn i e ż ważne z uwagi na z a l e ż n ą od o b o l ą ż e n l a s i l n i k a e m i s j ę t o k sy o z ny o h s kł adn i k ów z a w a rt y c h w s p a l i n a o h . B a d a n i a w tym z a k r e s i e powinny wi ęc d o t y c z y ć o p ra co w a ni a t a k i e g o r o z r z ą d u , k t ó r y przy u w z g l ę d n i e n i u w s p ó ł z a l e ż n o ś c i między c i ś n i e n i e m zewnętrznym i panuj ącym w u k ł a d z i e : s k r z y n i a korbowa — r u r a s s ą c a , p o z w a l a ł y na r e g u ł a — c j ę J a k o ś c i o w ą ł adunku w c z a s i e p r acy s i l n i k a , t z n . na d o s t o s o w a n i e f a z o t wa r ć ok i en s s ą c y c h do chwi lowego o b c i ą ż e n i a s i l n i k a . J e s t t o probl em wę
złowy d l a s z y b k o b i e ż n y c h s i l n i k ó w dwusuwowych o z a s i l a n i u gaźnikowym z
" z a m k n i ę t ą " s k r z y n i ą kor bo wą. d ą ż e n i u do r o z w i ą z a n i a t e g o z a g a d n i e n i a a u t o r o p r a c o w a ł nowy s y s t e m r o z r z ą d u a sy m e t r y c z n e g o w u k ł a d z i e s s ą c y m , po
z w a l a j ą c y na a u t om a ty c z ną r e g u l a o j ę k ą t a a s y m e t r i i ‘i z a l e ż n i e od o b o l a — ż e n i ą s i l n i k a . W r o z w i ą z a n i u tym z a s t o s o w a n y z o 3 t a ł r e g u l a t o r osi owy p ł a s k i wbudowany w j e d n ą z t a r o z wału k orbowego. Zmiana k ą t a a s y m e t r i i , przy
I
R y s . 3 . Wykres a s y m e t r y c z n e j f a z y z a s y s a n i a ł adunku w s i l n i k u dwusu
wowym
T a d eu sz D z i u l a k
ni e zmi e ni onym c a ł k ow i t y m o k r e s i e z a s y s a n i a , wp ł yn i e k o r z y s t n i e na p r z e b i e g f u n k o j i J?z = f ( n ) , p r z e d s t a w i a j ą c e j z a l e ż n o ś ć ws pó ł c zy n n i ka z a s y s a ni a ł adunku od p r ę d k o ś c i o b r o t o w e j . Wy ko r z y s t an i e zmian p r ę d k o ś c i o b r o t o wej j a k o i mpu l su wy j ś o i ow e g o w proponowanym u k ł a d z i e r e g u l a c j i p rz y c z y ni s i ę do p o p r a w i e n i a w a r t o ś c i współczynni ków co p r a k t y c z n i e ozna
c z a ć b ę d z i e b a r d z i e j ekonomiczną i równomi erną praoę s i l n i k a , s z o z e g ó l n i e w z a k r e s i e o b c i ą ż e ń c z ę ś c i o w y c h i b i e g u j a ł o w e g o , p r z y równoczesnym zmniej s z e n i u e m i s j i s k ł ad n i k ó w t o k s y o z n y o h w s p a l i n a c h . O p i s a n e r o z w i ą z a n i e j e s t p r zedmi ot em z g ł o s z e n i a p a t e n t o w e g o .
K o n s e k we no j ą w ł ą c z e n i a s k r z y n i korbowej do p r o c e s u wymiany ładunku j e s t k o n i e c z n o ś ć s t o s o w a n i a o l e j e n i a mi es zankowe go, t z n. d o d a w a n i a pewnyoh i l o ś c i s p e c j a l n e g o o l e j u do p a l i w a . Od z w a r t o ś o i o l e j u w p a l i w i e z a l e ż y i l o ś ć w y d z i e l a n y c h w s p a l i n a c h węglowodorów, w i ęk s za a n i ż e l i w s i l n i k u czterosuwowym. Mi nimalna i l o ś ć dodawanego o l e j u z a l e ż y gł ówn i e od r o d z a j u i r o z w i ą z a n i a k o n s t r u k c y j n e g o u ł o ż ys ko wa ni a elementów ukł adu korbowego.
Do o l e j e n i a s i l n i k ó w dwusuwowych s t o s o w a n e s ą s p e c j a l n e o l e j e o odpowied
n i e j w i s k o z i e , z a w i e r a j ą c e d o d a t k i d e t e r g e n o y j n e " m y j ą c e " , a n t y k o r o z y j n e i p r z e o i w u t l e n i a j ą c e . Nowoczesne dwusuwowe s i l n i k i samoohodowe mogą b ez p i e c z n i e pr acować na mi es z a nka c h o s t o s u n k u o l e j u do p al i wa 1 : 50 do 1 :
: 1 0 0 , t z n . p r zy z a w a r t o ś c i o l e j u wy n o s z ą o e j 2 t
W porównaniu do s i l n i k ó w o zt er os u wowych, o l e j e n i e mieszankowe s i l n i k ó w dwusuwowyoh j e s t w y b i t n i e p r o s t e . . Uwzgl ędni a j ą c w s i l n i k a o h c z t e r o s u w o - wyoh t w o r z e n i e i o s a d z a n i e s i ę o s a d u , s t r a t y n i e s z c z e l n o ś c i , w e n t y l a o j i s k r z y n i korbowej o r a z k o n i e o z n o ś ć o k r e so w e j wymiany o l e j u doohodzi s i ę do w n i o s k u , że f a k t y o z n e z u ż y c i e o l e j u w s i l n i k a o h dwusuwowych j e s t t y l k o n i e z n a c z n i e w i ę k s z e . Z u ż y o l e o l e j u w s i l n i k a o h dwusuwowych można z m n i e j s z y ć p r z e z z a s t o s o w a n i e s p e c j a l n y c h pomp dawkuj ącyoh o l e j do ukł adu s s ą c e g o , lub do ł o ż y s k u kł adu korbowego. W r o z w i ą z a n i a c h t y c h i l o ś ć podawa
nego o l e j u u z a l e ż n i o n a j e s t od p r ę d k o ś c i o b r o t owe j s i l n i k a i p o ł o ż e n i a p r z e p u s t n i o y g a ź n i k a ( k o n s t r u k o j e f —my B o s c h ) .
A n a l i z u j ą o o g ó l n i e t e n d e n o j e rozwojowe s z y b k o b i e ż n y c h s i l n i k ó w samo
chodowych z zapł onem iskrowym na t l e z a g a d n i e n i a t o k s y o z n o ś o i s p a l i n , do
c h o d z i s i ę do wn i o s k u , ż e konwenoj onal ne z a s i l a n i e gaźni kowe s i l n i k ó w mu
s i z o s t a ć z a s t ą p i o n e p r z e z o w i e l e d r o ż s z e z a s i l a n i e wt r ys kówe . Od no s i s i ę t o r ó w n i e ż do s i l n i k ó w dwusuwowyoh, z tym, że s ys t e m w t r y s k i w a n i a p al i wa musi być d o s t os owa n y do p r z y j ę t e g o sys t emu p ł u k a n i a . Zastosowarnie w s i l n i k a ch dwusuwowych z a s i l a n i a wtryskowego pozwal a na w y ł ą c z e n i e s k r z y n i kor bo wej z p r o c e s u wymiany ł ad u n k u , w z g l ę d n i e w przypadku u ż y c i a o d d z i e l nej pompy p r z e p ł u k u j ą c e j w y k o r z y s t a n i e j e j Jętk o komory wyrównawczej.
Z a s i l a p i e wtryskowe pozwal a na z a u t omatyzowani e układów r e g u l a o j i mooy i l o ś c i o w e j l ub j a k o ś c i o w e j , oo w k o n s e k we n cj i spowoduj e p o p r aw i e n i e p a r a metrów pr aoy s i l n i k a , s z c z e g ó l n i e w z a k r e s i e małyoh o b c i ą ż e ń , z w i ę k s z e n i e ś r e d n i e g o o l ś n i e n i a u ż y t e o z ne g o P e i ws kaź n i ka e l a s t y c z n o ś c i s i l n i k a o r a z z m n i e j s z e n i e j e dn o s t k o w e g o z u ż y c i a p a l i w a .
K i e r u n k i r o zw o j u w t cons t rukc. i l« 23
I s t n i e j e o b e o n i e k i l k a r o z w i ą z a ń układów wtryskowych s i l n i k ó w dwusuwo
wych. i:> n a j p r o s t s z y m z n i c h , przy w y k o r z y s t a n i u t y l k o pompy p a l i w o w e j , u - zy s k a n o r e g u l a c j ę p o c z ą t k u wt rys ku i o b j ę t o ś c i dawki p al i w a w z a l e ż n o ś c i od parametrów p r a cy s i l n i k a , z u wz g l ęd n i en i e m wpływu c i ś n i e n i a i t em p e ra t u r y . Aut or o p r a c o w a ł zmodyfikowany bezs t ykowy e l e k t r o n i c z n y u kł a d wymie
n i on eg o s ys temu r e g u l a c j i .
Przy z a s i l a n i u wtryskowym " j a k o ś ć " emitowanych s p a l i n p r z e z s i l n i k dwu
suwowy u l e g n i e w y r aź n e j z m i a n i e : z m n i e j s z y s i ę z a w a r t o ś ć w s p a l i n a c h CO i Cm VNa p o d s t a w i e badań l a b o r a t o r y j n y c h p r zeprowadzonyc h między innymi na t r z y c y l l nd r o w y m s i l n i k u dwusuwowym AWE 353 o z a s i l a n i u gaźnikowym s t w i e r dz o n o , że s p a l i n y samochodowyoh s i l n i k ó w dwusuwowych z a w i e r a j ą m n i e j s z e i l o ś c i CO 1 N O , a ł ą c z n a i l o ś ć t y c h s kł adn i k ów t o k s y c z n y c h j e s t w oanie- x y s i e n i u do s i l n i k ó w czt er os uwo wych ok o ł o d wukr o t n i e w y ż s z a .
W ś w i e t l e p r z e d s t a w i o n y c h s k r ó t owo problemów n a l e ż a ł o b y zrewi dować do
t y c h c z a s o w e o p i n i e o dwusuwowych s i l n i k a c h samochodowych z zapłonem i s k r o wym. Wyniki badań nad z a s t o s o w a n i e m s t e r o w a n eg o e l e k t r o n i c z n i e wt rys ku pa
l iw a l e k k i e g o d a ł y pozytywne r e z u l t a t y , mimo ż e b a d a n i a t e p rzeprowadzane b y ł y na przebudowanych s i l n l k a o h gaźni kowyo h. Na l eż y p o d k r e ś l i ć , że w c e l u w y k o r z y s t a n i a w p e ł n i z a l e t s ys t emu wt r ys kowe go, muszą z o s t a ć o p r a c o wane nowe k o n s t r u k c j e , u w z g l ę d n i a j ą c e opt ymal ne k s z t a ł t y i p ar ame t ry komór s p a l a n i a . Obecny e t a p w z a k r e s i e k o n s t r u k c j i s i l n i k ó w dwusuwowych z z a p ł o nem iskrowym n a l e ż y u znać za z a k oń c z o n y . Nowych r o z w i ą z a ń wymaga s ys t e m wymiany ł adunku o r a z o l e j e n i a , t z n . u ż y c i a c z y s t e g o p o w i e t r z a j a k o czyn
n i ka b i o r ą c e g o u d z i a ł w p r o c e s i e usuwani a produktów s p a l a n i a o r a z z a s t o sowani a o d d z i e l n e g o u kł a d u o l e j e n i a pod c i ś n i e n i e m , p odobni e j a k w s i l n i k a c h cz t er os u wo wy c h .
J e ż e l i weźmie s i ę pod uwagę, że poj emności owe w s k a ź n i k i mocy s i l n i k ó w dwusuwowych b ę d ą zaws ze w i ę k s z e w s t o s u n k u do s i l n i k ó w czter osuwowych na
wet przy obn i żo nych s t o p n i a c h s p r ę ż a n i a i n i ż s z y c h w a r t o ś c i a c h p 0 , t o wy
d a j e s i ę , że p r a ce z m i e r z a j ą c e do s t w o r z e n i a w p e ł n i nowoczesnego s z y bk o
b i e ż n e g o s i l n i k a dwusuwowego, s ą c a ł k o w i c i e u z a s a d n i o n e i c e l o w e .
Wynikłe ze z m n i e j s z e n i a s t o p n i a s p r ę ż a n i a ( wskut e k k o n i e c z n o ś c i s t o s o wania benzyn o z mn i e j s z o n y c h 1 0 ) s p a d k i mocy i wskaźników e k s p l o a t a c y j nych w s p os ób b a r d z i e j n i e k o r z y s t n y w y s t ą p i ą w s i l n i k a c h c z t e r os u wo wyc h.
Dot ychczasowe o s i ą g n i ę c i a w d z i e d z i n i e z a s t o s o w a ń z a s i l a n i a wt rys kowe
go n i e mogą być w y ł ą c z n i e z a s t r z e ż o n e d l a s i l n i k ó w c z t er o s u wo wy c h. Tw i e r d z e n i e , że d l a s p e ł n i e n i a wymianionych p o s t u l a t ó w k o n s t r u k c j a s i l n i k ó w dwusuwowyoh s t a n i e s i ę n i e p o t r z e b n i e skompl i ko wa na , n i e j e s t s ł u s z n e , z w ł a s z c z a że s i l n i k i czter osuwowe z w t ry s ki e m benzyny i oprogramowanym sy
s t e m i e s t e r o w a n i a e l e k t r o n i c z n e g o o r a z z a p ł o n i e t y r y s t or o wy m ni e s ą t a n i e i n i e o d z n a c z a j ą s i ę p r o s t o t ą k o n s t r u k c j i ( r o z w i ą z a n i a f i r my 3 o s c h ) .
24 T a d e u s z D z i u l a k
Wy k o r z y s t uj ą c n a j w i ę k s z ą z a l e t ę s i l n i k a dwusuwowego, t z n . dwukrotni e w i ę k s z ą c z ę s t o t l i w o ś ć suwów e k s p a n s j i w porównaniu z s i l n i k i e m c z t e r o s u - wowym, n a l e ż y prowa d z i ć d a l s z e b a d a n i a w t e j d z i e d z i n i e , t a k aby s z ybk o
b i eż n y dwusuwowy s i l n i k z zapłonem i s k r o w y m, r ó w n o r z ęd n i e z s i l n i k i e m c z t e- rosuwowym, s t a ł s i ę powszechnym źr ód ł e m napędu pojazdów samochodowych.
LITERATURA
[1] Be r n ha r dt M. - S i l n i k i samochodowe, y/KŁ, Warszawa 1968 r . , s . 7 0, 9Q, 149.
[2] Be r n h a r d t K . - T e o r i a s i l n i k ó w s p a l i n ow y c h t ł o ko wy c h , V/NT, Warszawa 1969, s . 69 , 8 0 .
[3l D z i u l a k T . - E l a s t y o z n o ś ć s i l n i k a s p a l i n ow e g o w ś w i e t l e nowych wskaź
ników porównawczych, Z e s z y t y Naukowe P o l i t e c h n i k i Ś l ą s k i e j , E n e r ge t y k a , z . 3 4 , 1970.
[4] D z i u l a k T . - Pe rspekt ywy ro zwoj u dwusuwowych s i l n i k ó w samochodowych, P r z e g l ą d Te chni czny nr 3 , NOT Warszawa 1 9 7 3 .
f5"| D z i u l a k T . - K r y t e r i a oceny wskaźników p r a c y i pers pe kt ywy rozwoj u dwusuwowych s z yb k o b i e ż n y ch s i l n i k ó w s p a l i n o wy c h z zapłonem iskrowym, Z es z y t y Naukowe P o l i t e c h n i k i Ś l ą s k i e j , E n e r g e t yk a z . 4 6 , 1973.
[ 5] D z i u l a k T . - N o ż l i wo ś ć z w i ę k s z e n i a r ó wno mi er n o ś c i praoy dwusuwowych samochodowych s i l n i k ó w z zapłonem iskrowym j a k o ś r o d e k do r e d u k c j i t os k y c z n y ch s kł adni ków w s p a l i n a o h , Z e s z y t y Naukowe P o l i t e o h n i k i ś l ą s k i e j , E n e r g e t y k a , 1974.
[ 7] KPT, K r a f t f a h r z eu g t eohnik VEB, B e r l i n 1972.
[s]
K o r d z i ń s k l C z . - S i l n i k i dwusuwowe z zapłonem i skrowym. WNT, Warszawa 1963, s . 2 5 , 53, 6 6 , 2 50 .
[9] K o r d z i ń s k i C z . - Z wi ę k s z a n i e os i ągów s i l n i k ó w do samochodów 1 moto
c y k l i , 7/KiŁ, Warszawa 1964, s . 4 2 , 6 0 .
[10] N i e w i a r o ws k i K. - Tłokowe s i l n i k i s p a l i n o w e , WKiŁ, Warszawa 1968, s . 181.
f i l i Wajand J . - Doł adowani e tł okowych s i l n i k ó w s p a l i n o w y c h , WNT, Wars za
wa 1963.
pi¿1 Werner J . - S i l n i k i s p a l i n o w e mał ej 1 ś r e d n i e j mocy, WNT, Warszawa
L 1971.
K l e r u n k l r o zw o j u vi k o n s t r u k c . i l . . . 25
HAHPABJIEHHH PA3BHTHH B KOHCT PyHPOBAHHH COBPEMEHHNX
HByXTAKTHHX ABTOMOBHJlbHUX JBHrATEJIEH C HCKPOBHM SAJiHFAHHEM
P e 3 *) m e
B p a S o T e npeACTaBjieHbi och o bhus w epTu, npeauym ecTBa h n a p a u e T p u , x a p a x i e - pH3yionHe AByiaKiHHe aBTOiioGiuibHHe ABHraTean o HOKpoBini 3axH raH H eu, c B a sa H - Hhie o npo6jie»ioit tokchwhocth BHXJionHMX r a 3 0 B . PaccuoTpeHU (StuiH Toace HOBbie HanpaBJieHHH pa3BHTHH 6HCTpoxoflHbcx ^ B y x T ax iH u x flB H ra ie jie it, ocoCeHHO o npHMe- HeuHeu BnphzcKOBoro nHiaHXH.
TRENDS IN THE DEVELOPMENT OF CONSTRUCTIONS OF MODERN TWO—STROKE CAR ENGINES WITH SPARK IGNITION
S u m m a r y
The p ap e r d i s c u s s e s t h e f un da me n t a l c h a r a c t e r i s t i c s , a d v a n t a g e s and pa- r a m e t e r s o f t w o - s t r o k e o a r e n g i n e s w i t h s p a r k i g n i t i o n a g a i n s t t h e b a c k ground o f t h e probl em o f t he t o x i c i t y o f e x h a u s t g a s e s . Mo reo ver , t he pa
per d e a l s wi th new t r e n d s t o be o b s e r v e d in t he development o f h i g h - s p e e d t w o - s t r o k e e n g i n e s , p a r t i c u l a r l y wi th t h e a p p l i c a t i o n o f i n j e c t i o n f e e d i n g .
