Rensing (motor) - Scavenging (engine)
Rensing er prosessen med å erstatte eksosgassen i en sylinder i en forbrenningsmotor med friskluft / drivstoffblandingen (eller frisk luft, i tilfelle motorer med direkte innsprøytning) for neste syklus. Hvis rensing er ufullstendig, kan de gjenværende eksosgassene forårsake feil forbrenning for neste syklus, noe som fører til redusert effekt.
Rensing er like viktig for både totakts- og firetaktsmotorer . De fleste moderne firetaktsmotorer bruker sylinderhoder med tverrstrømning, og ventiltiming overlapper for å fjerne sylindrene. Moderne totaktsmotorer bruker enten Schnuerle-rensing (også kjent som "loop-rensing") eller uniflow-rensing.
Opprinnelse
De første motorene som bevisst ble designet for å oppmuntre til spyling, var gassmotorer bygget av Crossley Brothers Ltd i Storbritannia tidlig på 1890-tallet. Disse Crossley Otto fjernende motorer ble gjort mulig ved den nylige forandring fra sleidene til tallerkenventiler , som tillot mer fleksibel kontroll over ventiltidsstyringshendelser. Lukkingen av eksosventilen skjedde mer enn 30 grader senere enn på tidligere motorer, noe som gir en lang "overlappingsperiode" (når både inntaks- og eksosventilene er åpne). Ettersom dette var bensinmotorer, krevde de ikke en lang periode med ventillukking under kompresjonsslaget. Eksosgassene ble trukket fra motoren ved et delvis vakuum som fulgte i kjølvannet av en "slug" avgass fra forrige forbrenningssyklus.
Denne metoden krever at eksosrøret er langt nok til å inneholde gassproppen under hele slaglengden. Da Crossley-motoren var så tregt, resulterte dette i et eksosrør med en lengde på 20 m mellom motoren og støpejernets "pot" -lyddemper.
Typer av rensing
Crossflow Scavenging
.jpg)
Crossflow sylinderhoder brukes av de fleste moderne 2-taktsmotorer, hvor inntaksportene er plassert på den ene siden av forbrenningskammeret og eksosportene er på den andre siden. Gassens momentum hjelper til med å fjerne under "overlappingsfasen" (når inntaks- og eksosventilene er åpne samtidig).
Vertikal sløyfe
For totaktsmotorer ble tverrstrømming brukt i tidlige motorer med veivhuskompresjon , slik som de brukes av små motorsykler. Den overførings port (hvor den brennstoff / luft-blandingen kommer inn i forbrenningskammeret) og utblåsningsåpningen ble plassert på motsatte sider av forbrenningskammeret. Denne ordningen hadde fordelen av enkelhet, men den rettet også den innkommende ladningen direkte mot eksosporten. For å forbedre tømmingen av sylinderen for eksosgasser og beholde mer av den innkommende ladningen i sylinderen, ble det ofte brukt et avbøyningsstempel . Denne stempelformen ledet inntaksgassene mot toppen av sylinderen for å skyve eksosgassene ned og ut av eksosporten. Avledningsstemplet var imidlertid ikke veldig effektivt i praksis - mye av gassstrømmen tok en snarvei og klarte fremdeles ikke å nå toppen av sylinderen - og formen på stempelet kompromitterte formen på forbrenningskammeret ved å forårsake lange flammeveier og overdreven overflate. Derfor brukes vertikal sløyfe sjelden i moderne totaktsmotorer.
Schnuerle Scavenging
Schnuerle-rensing (noen ganger kalt "loop-scavenging" eller "reverse scavenging") er et design som brukes av de fleste moderne, ventilløse totaktsmotorer. Hovedforskjellen sammenlignet med kryssflyting er at overføringsportene er plassert på hver side av eksosporten og rettet mot den motsatte sylinderveggen. Når drivstoff / luftblandingen kommer inn i forbrenningskammeret, beveger den seg over sylinderen og deretter opp sylinderveggen motsatt eksosporten før den løper over på sylinderhodet og tilbake til eksosporten. Denne lange strømningsveien og motsatte retninger for inntaks- og eksosstrømmer minimerer blanding av ferske og brukte gasser og begrenser mengden fersk ladning som slipper ut av sylinderen før portene stenges. Denne rensemetoden krever en større forståelse av den tredimensjonale gassstrømmen i sylinderen og mer omhu i plasseringen, størrelsen og vinkelen til de forskjellige portene.
Uniflow rensing
Uniflow-rensing er et design der friskinntaksladning og eksosgasser strømmer i samme retning. Dette krever at inntaks- og eksosportene er i motsatte ender av sylinderen. Som brukt av noen totaktsmotorer, kommer den friske ladningen inn gjennom stempelstyrte porter nær bunnen av sylinderen og strømmer oppover, og skyver eksosgassene ut gjennom tappeventiler i sylinderhodet. Andre uniflow-motorer - for eksempel marinemotoren Ricardo Dolphin - bruker en strømningsretning nedover, med frisk luft / drivstoffblanding som kommer inn på toppen av sylinderen og eksosgassene kommer ut mot bunnen av sylinderen. Nok en annen design bruker stempelstyrte porter i begge ender av sylinderen og to motstående stempler i hver sylinder som beveger seg i motsatt retning for å komprimere ladningen mellom dem.
Uniflow-metoden for fjerning har ofte blitt brukt for totaktsdieselmotorer i motorkjøretøyer, marinefartøyer, jernbanelokomotiver og som stasjonære motorer. Dens ulempe er den ekstra kompleksiteten, massen, volumet og kostnadene som kreves for å implementere valpetrain (eller ekstra veivaksel eller vippearmer som kreves for å kontrollere et andre stempel).