Качество очистки цилиндра от отработавших газов оценивается коэффициентом остаточных газов, который представляет собой отношение количества молей остаточных газов «Мr», к количеству молей свежего заряда воздуха L, поступившего в цилиндр :Yr =Mr / L. Чем меньше «Yr» тем совершеннее газообмен в цилиндре. У двухтактных двигателей «Yr» в большей мере зависит от применяемой системы продувки. В зависимости от направления движения выпускных газов и продувочного воздуха в цилиндре системы продувки можно подразделить на контурные и прямоточные.
Контурные системы продувки
Поперечно - щелевая продувка (рис. 11, а). Здесь продувочные окна расположены против выпускных окон. Высота продувочных окон меньше, чем выпускных. При движении поршня к н.м.т. сначала открываются выпускные окна и происходит свободный выпуск газов. Затем открываются продувочные окна и поступающий через них продувочныи воздух очищает цилиндр от отработавших газов. При движении поршня к в.м.т. сначала закрываются продувочные окна, затем выпускные, что обусловливает некоторую потерю заряда. Коэффициент остаточных газов для этой системы продувки Yr = 0,11÷0,15. Эта продувка применяется в дизелях «Зульцер» малой мощности и в двигателях завода «Русский дизель».
Поперечно-щелевая продувка с автоматическими клапанами на выпуске (рис. 11, б) выполняется с расположением продувочных окон против выпускных. Высота продувочных окон примерно такая же, как и выпускных. Продувочные окна снабжены автоматическими клапанами, сообщающими ресивер продувочного воздуха с цилиндром только после снижения в нем давления до давления продувочного воздуха «Рэ» . До тех пор, пока давление газов не понизится до давления продувочного воздуха, будет происходить свободный выпуск газов. В дальнейшем давление в цилиндре снизится, автоматические клапаны откроются и воздух через продувочные окна устремится в цилиндр, выталкивая отработавшие газы. При движении поршня вверх продувочные и выпускные окна закрываются одновременно, чем предотвращается потеря заряда воздуха. Коэффициент остаточных газов при такой продувке Yr 0,09÷0,12. Эта продувка применяется исключительно в двигателях «Фиат».
Поперечно-щелевая продувка с двумя рядами продувочных окон (рис. 11, в). При этой системе продувки против выпускных окон располагаются два ряда продувочных, причем верхний ряд продувочных окон снабжен автоматическими клапанами. При движении поршня вниз сначала открываются верхние продувочные окна, которые, однако, не сообщают ресивер продувочного воздуха с цилиндром, так как давление газов в цилиндре превышает давление продувочного воздуха. Затем открываются выпускные окна, и происходит свободный выпуск. К моменту открытия поршнем нижнего ряда продувочных окон давление в цилиндре снижается до Рэ, что приводит к открытию автоматических клапанов. Продувочный воздух через оба ряда продувочных окон поступает в цилиндр, осуществляя очистку цилиндра от отработавших газов и наполнение его свежим воздухом. Когда поршень движется к в.м.т., он закрывает сначала выпускные окна и затем верхний ряд продувочных окон. Благодаря этому обеспечивается более полная зарядка цилиндра. Коэффициент остаточных газов для этой продувки, Yr = 0,08÷0.12. Такая продувка используется в мощных двигателях «Зульцер».
Петлевая продувка (рис. 11, г) отличается от предыдущих тем, что продувочные и выпускные окна расположены на одной стороне цилиндра. Сначала поршень открывает выпускные окна и происходит свободный выпуск. После этого поршень открывает продувочные окна и происходит очистка цилиндра и зарядка его воздухом. Так как при движении поршня вверх первыми закрываются продувочные окна, то при этой продувке будет происходить потеря заряда. Чтобы не допустить этого, на выпускном канале нередко устанавливают управлямые заслонки. Коэффициент остаточных газов при петлевой продувке Yr = 0,09÷0,13. Эта продувка применяется в двигателях МАН.
Прямоточные системы продувки
Прямоточные системы продувки (рис. 12) отличаются от контурных организацией прямого тока воздуха, выталкивающего отработавшие газы. Эти системы продувки обеспечивают наиболее полную очистку цилиндра от газов. Коэффициент Yr = 0,03÷0,08 и приближается к значениям его для четырехтактных двигателей.
Прямоточно-клапанная продувка (см. рис. 12, а) осуществляется при помощи ряда продувочных окон, расположенных по всей окружности цилиндра, и размещенного в крышке цилиндра выпускного клапана (или клапанов). При движении поршня к н.м.т. в определенныи момент открывается выпускной клапан и происходит свободный выпуск газов. Затем кромкой поршня открываются продувочные окна, и продувочный воздух выталкивает отработавшие газы через открытый выпускной клапан. К моменту завершения очистки цилиндра выпускнои клапан закрывается, после чего закрываются и продувочные окна. Такая система продувки применяется на двигателях «Бурмейстер» и «Вайн», «Гётаверкен», «Сторк» и БМЗ.
Прямоточно-щелевая продувка (см. рис. 12, б) применяется у двигателей с расходящимися поршнями. Продувочные и выпускные окна расположены в крайних частях рабочего объема цилиндра. Обычно окна верхнего ряда являются продувочными, и поршень, управляющий открытием выпускных окон, опережает противоположный. Нижний поршень передает мощность непосредственно на коленчатый вал, связанный с потребителем. Верхний поршень передает мощность либо на верхний коленчатый вал, который связан с нижним, либо на нижний коленчатый вал при помощи тяг. Форсунки расположены в среднеи части цилиндра. При расширении газов оба поршня расходятся. Сначала открываются выпускные окна и осуществляется свободный выпуск. Затем продувочный поршень открывает продувочные окна и начинается продувка. Когда выпускной поршень пройдет свою внешнюю мертвую точку и начинает двигаться в обратном направлении, продувочный поршень еще продолжает движение к своей внешней мертвой точке. Это обеспечивает сначала закрытие выпускных окон и только после этого закрытие продувочных окон. Таким образом, потеря воздушного заряда отсутствует. Прямоточно-щелевая продувка применяется на отечественных двигателях Д100 и двигателях «Доксфорд».
