Принцип работы двухтактного двигателя. Разбираем устройство и раскладываем все по полочкам

Принцип работы двухтактного двигателя. Разбираем устройство и раскладываем все по полочкам.

Конструкция такого мотора проще, чем у четырехтактного. В двухтактного ДВС нет газораспределительного механизма. Двигатель состоит из блока цилиндра, в котором располагается коленвал на подшипниках.

Головка шатуна ложится в специальное для нее место — шейка вала. Между головкой шатуна и шейкой вала — вкладыши, которые фиксируются корончатыми гайками.

Верхняя часть шатуна крепится с поршнем посредством пальца. Палец — это пустотелый цилиндр, который служит соединительными элементом конструкции шатун-поршень.

На поршне в специальные канавки по периметру в верхней части устанавливаются компрессионные кольца, от которых зависит компрессия двигателя.

Движущим элементом в двигателе внутреннего сгорания является топливно-воздушная смесь, которая сгорая создает энергию, толкающая поршень вниз. От движения поршня вверх-вниз происходит вращения коленчатого вала. На коленвале закрепляется маховик, который передает вращение дальше, то есть валу коробки и так далее.

Охлаждение двухтактного двигателя осуществляется через ребра наружного блока. Кроме внешнего охлаждения, некоторая часть охлаждения идет от масла, которое содержится в бензине.

В двухтактные двигатели заливается бензин, в которое добавлено специальное моторное масло. Например, для газонокосилки Штиль, на 5 литров бензина, надо добавить 100 грамм, то есть, соотношение бензина к маслу 50:1. Именно столько количества масла отлично смазывает трущиеся поверхности цилиндр с кольцами поршня.

Ремонт двухтактных двигателей внутреннего сгорания

Ремонт двухтактных ДВС осуществляется только квалифицированными рабочими по технологическим и маршрутным картам, которые разрабатывают инженеры и проектировщики. Эти инструкции дают рабочему понять, где и когда использовать ту или иную операцию, как и каким порядком устанавливать детали, а также в какой последовательности их затягивать.

Сами «двухтактники» устанавливаются в специальные стенды-кантователи, которые позволяют с большим удобством и правильно, доступно визуально осуществить правильную сборку и протяжку.

Разработка процесса ремонта ДВС включает в себя не только визуальный осмотр и мойку всего узла в моечной машине, но и разработку карт дефектов деталей, маршрутные карты восстановления и т.д.

Именно таким образом осуществляет ремонт двухтактных ДВС в производственных условиях АТП.

Принцип работы

Один оборот коленчатого вала является одним циклом рабочего процесса двигателя внутреннего сгорания.

Топливо (бензин+масло) с воздухом подается в рабочую камеру сгорания цилиндра, после чего за счет образования искры свечи зажигания, происходит взрыв горючей смеси, энергия которой резко отталкивает поршень вниз.

Когда поршень движется вниз, открывается выпускное окно и немного позже открывается переходное окно, через которое впрыскивается новая порция горючего.

В картер двигателя топливная смесь попадает через окно, открывающееся за счет вакуума при движении поршня вверх от нижней мертвой точки (НМТ) к верхней (ВМТ). При этом движении также открывается окно для выброса газов сгоревшей смеси. Через милисекунды открывается продувочное окно. Через продувочное окно подается новая порция топлива.

Что лучше двухтактный или четырехтактный двигатель?

Как показывает принцип работы двухтактного двигателя, такой ДВС довольно эффективен. Но многие мотоциклисты при выборе новой модели задаются вопросом, что же эффективнее – двухтактный или четырехтактный мотор? Попробуем ответить на этот вопрос.

Итак, как показывают многочисленные эксперименты и практика мотопроизводителей в целом, четырехтактные двигатели все-таки менее эффективны. На первый взгляд это непонятно, но двигатели одного и того же объема, но при разных тактах работы выдают разные мощности. Посредством нехитрых расчетов удалось понять, что работа двухтактных двигателей внутреннего сгорания эффективнее четырехтактных двигателей в среднем в 1,5 раза.

Если вновь рассматривать принцип их работы, то можно понять почему так происходит. Все дело в том, что четырехтактные двигатели имеют немного другое устройство, в связи с чем процессы подачи топлива и выброса газов происходят дольше, нежели у двухтактников. Главная особенность двухтактных моторов и заключается в том, что у них эти процессы происходят во время сжатия, то есть они совмещены с основными этапами работы двигателя. Так и получается, что КПД четырехтактного двигателя меньше, чем у двигателя, работающего на двух тактах.

Как повысить мощность

Как и 4-х тактные двигатели, 2-х тактные можно усовершенствовать, сделать, так называемый, чип-тюнинг.

Для повышения мощности ДВС можно сделать следующее:

• Расточить выпускное отверстие, чтобы отработавшие газы выходили полностью.
• Улучшить эффект продувки. Продувка — это удаление отработавших газов и наполнение рабочего объема цилиндра новой порцией топливной смеси. Сделать нужно так, чтобы через впускное окно успевало впрыскиваться топливо в камеру сгорания. Если топливо не будет в нужном объеме поступать в камеру сгорания, то в картере мотора будет скапливаться топливо. Поэтому, для качественного заполнения топливом рабочей части цилиндра, требуется увеличить диаметр отверстия выпускного окна (выброса отработавших газов).
• Можно применять на карбюраторе вихревой диффузор. Вихревой диффузор называют также нулевой. За счет этого диффузора за меньший период времени будет поступать в цилиндр больше топлива.
• На глушитель вмонтировать специальный резонатор, подходящий по оборотам к конкретному двигателю. Резонатор делает так, чтобы не сгоревшая топливная смесь, возвращалась обратно в цилиндры. Это эффективно, когда в цилиндре происходит не полное сгорание смеси.

Чтобы часть цилиндра под поршнем заполнялась полностью, надо осмотреть впускные и выпускные каналы, возможно, на отверстиях есть царапины, задиры, сколы. Такие мелкие дефекты влияют на скорость движения топлива и газов.

Для лучшего эффекта повышения мощности можно отфрезеровать и затем отшлифовать головка блока цилиндров (ГБЦ).

Не рекомендуется уменьшать вес деталей двигателя, так как из-за увеличения разности противовеса, нарушения центра тяжести, может увеличиться торцевое биение маховика и коленвала.

Двухтактный двигатель- Принцип работы и отличия от четырехтактного двигателя

Сегодня невозможно представить современную жизнь без двигателя внутреннего сгорания. Передвижение на собственном авто, поездки на общественном транспорте, покупка товаров, полет на самолете и другие действия. Эти процессы, так или иначе, связаны с двигателем.

Несмотря на количество всевозможных конструкций, и разновидностей силовых установок, поршневые моторы, на сегодня, распространены больше остальных. Количество тактов для выполнения рабочего цикла, делит агрегат на двухтактный и четырёхтактный двигатель. Эти типы моторов составляют большинство, среди разнообразия выпускаемой техники.

Разница между моторами возникает с точки зрения применения. Для установки на автомобильную технику, чаще используют четырехтактный агрегат, двухтактный двигатель применяют в том случае, если габариты и вес играют решающую роль.

Мотоцикл Suzuki RM125 с одноцилиндровым двухтактным двигателем

Как увеличить тягу

Тяга двухтактных моторов зависит от открытия дроссельной заслонки. С резким возрастание оборотов двигателя, возрастает тяга. Отсюда следует, что, для того, чтобы уменьшить время разгона ДВС, надо увеличить рабочий объем цилиндра.

Когда двигатель работает на низких оборотах, качественная тяга повышает приемистость, увеличивает скорость разгона — ускорение.

Тягу также можно увеличить путем замены клапанов на специальные и настроить их так, чтобы они держались в открытом положении дольше, чем обычные.

Достоинства

• Отсутствие тяжёлого маховика. Благодаря воспламенению при каждом повороте коленчатого вала силовая установка работает ровно;
• Небольшой вес. Отсутствие газораспределительного механизма, тяжёлого маховика, маслонаполненного картера и т.д. мотор имеет небольшую массу. Это позволяет применять установки в различных ручных приспособлениях;
• Простота конструкции. Отсутствие деталей газораспределительного механизма позволяет выполнять ремонт человеку, с минимальными техническими знаниями;
• Низкая стоимость капитального ремонта. Небольшое количество деталей прибыли снижение стоимости капитального ремонта;

• Небольшие размеры. Габариты двигателей с двумя тактами позволяют устанавливать их на небольшое оборудование;
• Мощность. Благодаря возгоранию воздушной массы с горючим при каждом повороте коленчатого вала мотор имеет высокую мощность;
• Высокий механический коэффициент полезного действия. Минимальное количество комплектующих способствует повышению механического КПД.

Проблема с продувкой

Чем выше обороты коленвала, тем больше мощность. Но, конструкция двухтактных двигателей имеет такую особенность — чем быстрее начинает двигаться поршень, тем хуже продувается камера сгорания цилиндра, так как окна подачи и выпуска отработавших газов остаются открытыми очень мало времени.

Камерная продувка — это удаление газов и впрыск топлива в цилиндр из картера. Топливо начинает всасываться и находиться в картере при движении поршня вверх. Затем, когда поршень идет вниз, впускной канал закрывается и открывается продувочное окно, через которое подается новая порция топлива и выгоняются газы отработавшей предыдущей смеси топлива (смотрите рисунок выше, посередине).

Такая простая конструкция двухтактного двигателя исключает необходимость устанавливать газораспределительный механизм (ГРМ), насоса продувки, клапанов и узла смазки.

Продувка во время работы двухтактного двигателя на холостом ходу (ХХ) осуществляется по-другому. Во время работы на ХХ, продувка осуществляется открыванием на маленький угол заслонки. Такая продувка не качественная, поэтому на холостом ходу, многие наверное замечали, двигатель бензопилы или газонокосилки работает не стабильно. Что касается бензопилы, например, Echo (Эхо), то там надо наполовину вытягивать подсос.

Одноцилиндровый двухтактный двигатель имеет контурную продувку, то есть щелевую. В нижней части цилиндра в стенке есть специальная щель, через которую происходит газораспределение. В такте сжатия и рабочего хода, то есть когда поршень вверх, отверстия впуска и продувки должны быть закрытыми.

Контурная продувка — это предпоршневой объем (цилиндр под поршнем) представляет собой продувочный насос. Такая конструкция позволяет делать двигатели самых малых габаритов.

Как он устроен

Устройство двигателя состоит из картера, в котором с двух сторон на подшипниках установлен коленвал и цилиндр. В цилиндре перемещается поршень, который представляет из себя металлический стакан, на котором в канавки вложены пружинные поршневые кольца. Эти кольца не пропускают газы между стенкой цилиндра и поршнем. В поршне имеется металлический стержень — палец, который соединяет его с шатуном. Шатун передает возвратно-поступательные движения поршня во вращательные движения коленвала.

Для смазки подшипников и трущихся поверхностей двухтактного двигателя используется топливная смесь, в которую подмешивают немного масла. Смесь топлива с маслом попадает как в кривошипную камеру, так и в цилиндр. В этих узлах смазки нигде нет, так как она бы все равно смылась топливной смесью. Именно поэтому масло добавляют к бензину в определенной пропорции. Для этого используется специальный тип масла, предназначенный специально для двухтактных двигателей. Такое масло способно выдерживать высокую температуру, а при сгорании с топливом оставлять после себя наименьшее количество зольных отложений.

Такт рабочего хода — двухтактный двигатель

При положении поршня около ВМТ сжатая рабочая смесь (1 на рис. 3) воспламеняется электрической искрой от свечи, после этого температура и давление смеси резко подскакивают. Под действием теплового расширения газов поршень двухтактного двигателя опускается к НМТ, в это время расширяющиеся газы сгоревшей смеси совершают полезную работу, толкая поршень. В это же время, опускаясь, пoршень создает высокое давление в кривошипной камере двухтактного двигателя (сжимая топливо-воздушную смесь в ней). Под действием давления клапан закрывается, не давая таким образом горючей смеси снова попасть во впускной коллектор и затем в карбюратор.

Когда поршень двухтактного двигателя дойдет до выпускного отверстия (1 на рис. 4), оно откроется и таким образом выйдут отработавшие газы в выпускную систему, давление в цилиндре понизится. При дальнейшем перемещении пoршень открывает продувочное (впускное) окно (1 на рис. 5) и горючая смесь, сжатая в кривошипной камере, поступает по каналу (2 на рис. 5), заполняя цилиндр и одновременно продувая его от остатков отработавших газов.

Далее цикл повторяется.

Немного о принципе зажигания. Так как топливной смеси нужно время для воспламенения, искра на свече появляется чуть раньше, чем пoршень достигает ВМТ. В идеале, чем быстрей движения поршня, тем раньше должно быть зажигание, потому что пoршень от момента искры быстрее доходит до ВМТ. Существуют механические и электронные устройства, меняющие угол зажигания в зависимости от оборотов двигателя.

У большинства скутеров до 2000 г.в. таких систем не было и угол опережения зажигания был установлен в расчете на оптимальные обороты. На некоторых же скутерах, например Honda DioZX AF35, установлен электронный коммутатор с динамическим опережением, то есть с опережением, зависящим от оборотов коленвала. С ним расширяющаяся горючая смесь совершает работу с максимальной полезной отдачей, и двигатель развивает больше мощности.

Преимущества и недостатки двух- и четырехтактных двигателей.

1. Меньший вес. Пример: 15 л.с. Двухтактный 36 кг четырёхтактный 45 кг.

2. Цена. Четырёхтактные двигатели сложнее в производстве, состоят из большего количества деталей, поэтому всегда дороже двухтактников.

Описание двухтактного двигателя внутреннего сгорания

Отметим, что вышеуказанный силовой агрегат появился на свет практически в одночасье с изобретение движка, обладающего четырьмя тактами, который был создан Николаусом Отто в том же году. Бензиновый двигатель двухтактный вошел в практику наших дней гораздо позже после этого.

На сегодня мы имеем в распоряжении целое множество модификаций, осуществленных для моторов всех типов. К примеру, зажигание двухтактного двигателя может быть самым разным. Чаще всего современные мотопроизводители используют бесконтактную систему, но контактная тоже не успела себя изжить целиком.

Схема двухтактного двигателя тоже может быть самой разной. Каждый бренд строит ее с учетом современных рыночных тенденций, а также своих исторических традиций.

Двухтактный двигатель, видео которого в наши дни найти совсем не сложно, обладает массой отличий от четырехтактного мотора. О них мы сейчас и поговорим.

Во-первых, хотелось бы отметить, что рабочий цикл вышеуказанного силового агрегата полностью происходит лишь за один оборот коленвала.

Во-вторых даже двухтактные дизельные двигатели ограничивают свои внутренние процессы наличием только сжатия и расширения. Вместо циклов впуска и выпуска, которыми располагают четырехтактники, здесь присутствует продувка цилиндра. Она осуществляется в момент, когда поршень находится вблизи от нижней мертвой точки. При этом, поступающая свежая рабочая смесь, активно вытесняет все выработанные в цилиндре газы.

Отличия 2-тактного мотора от 4-тактного

Двухтактный двигатель, купить который с целью замены старого в наши дни совсем не сложно, обладает массой достоинств. Важнейшие из них вызваны особенностями двухтактного двигателя, принцип работы которого считается максимально простым, но, при этом, очень затратным на топливо и масло.

Бензиновый двигатель двухтактный выделяется не только по способу осуществления рабочего цикла. Он располагает просто-таки огромной мощностью, создаваемой на единицу объёма, в сравнении с четырех тактным мотором. Как бы там ни было, а КПД реализованная схема двухтактного двигателя, уменьшает.

Двухтактные двигатели, цены на которые такие же доступные, как и у 4-х тактных аналогов, используются для целей компактности. Ими стараются обустраивать мелкую транспортную технику. Например, мотоциклы. На автомобили устанавливать, даже двухтактный дизельный двигатель, не стоит совсем.

Масло для двухтактных двигателей – это уже недостаток. Его сам принцип двухтактного двигателя, можно сказать, выбрасывает в выхлоп «по-глупости».

Кроме того, вышеуказанные не экономические моторы, не взирая на свои теоретические преимущества, на практике могут терять немалое количество мощности. Другими словами, если двигатель с двумя тактами того же объёма цилиндров, что и у четырехтактника, по теории должен быть мощнее, то на практике преимущество не реализовать полностью никогда. Мешает данному совершенству недостаточная эффективность продувки в сравнении с нормальным впуском, выпуском.

Все же двухтактный двигатель, купить который в наши дни под силу практически любому человеку, в 1,5 раза мощнее 4-х тактного мотора.

Преимущества двухтактного двигателя

Важнейший плюс этого движка состоит в отсутствии громоздкой системы клапанов, а также распредвала.

Двухтактный двигатель, видео которого переполнило всемирную сеть благодаря мото- и авто-любителям располагает не только большей мощностью при аналогичном объеме цилиндра.

Схема двухтактного двигателя радует отсутствием громоздких систем, обеспечивающих смазку и газораспределение. Касается это исключительно бензиновых вариантов техники.
Есть у такого мотора и прочие преимущества. Например, двигатель двухтактный, цена на который не считается неподъемной, намного проще изготовить. Это опускает его себестоимость, что в свою очередь гарантирует доступность изделия даже для бедных жителей третьих стран.

Кроме того, двухтактный двигатель, принцип работы которого максимально прост, несет сложности по эксплуатации техники, связанные с ее заправкой топливом. Зажигание двухтактного двигателя все же может быть таким же эффективным, как и у четырехтактных силовых агрегатов.

Двухтактный двигатель внутреннего сгорания – это важное достижение человечества на пути к научно-техническому совершенству. При своих позитивных сторонах и недостатках, байки, обустроенные таким силовым агрегатом, способны служить также долго, как и те, что имеют 4-х тактный мотор.

Все же двухтактные двигатели мотоциклов, да и авто, к примеру, плавно уходят в небытие. Заводы, которые выпускали обладателей подобных силовых агрегатов давным давно перепрофилированы на выпуск иной продукции. Те же, что не изменили свою деятельность, просто простаивают, ржавея и осыпаясь. Зато китайский мотопром привозит к нам мотоциклы, обустроенные моторами с обеим типом цикличности.

Двухтактный и четырехтактный двигатель: что выбрать?

Любой двигатель внутреннего сгорания имеет поршень, который через шатун крутит коленчатый вал (и в конечном итоге колеса), движимый энергией сгорания паров топлива в смеси с воздухом (горючей смеси).

В 2Т двигателе процесс наполнения цилиндра свежей горючей смесью, сжатия ее, воспламенения, рабочего хода (когда энергия сгорания с силой движет поршень вниз, вращая коленчатый вал) и выпуска выхлопных газов происходит за два такта.

Первый такт — поршень идет вверх, сжимая топливную смесь, происходит воспламенение горючей смеси.

Второй такт, рабочий ход — расширяющиеся газы толкают поршень вниз, когда он находится внизу, он открывает выпускные и впускные окна в стенках цилиндра, выхлопные газы выходят в глушитель, их место занимает свежая топливная смесь и повторяется первый цикл.

Все это происходит за один оборот коленчатого вала.

В 4Т двигателе процесс наполнения цилиндра свежей горючей смесью, сжатия ее, воспламенения, рабочего хода и выпуска выхлопных газов происходит за четыре такта.

Первый такт, впуск — поршень идет вниз, клапан впуска открывается, и топливная смесь поступает в цилиндр, когда поршень достигает нижнего положения, клапан впуска закрывается.

Второй такт, сжатие — поршень идет вверх, оба клапана закрыты, топливная смесь сжимается, когда поршень находится вверху, свеча воспламеняет горючую смесь.

Третий такт, рабочий ход (расширение) — горячие газы быстро расширяются, толкая поршень вниз (оба клапана закрыты).

Четвертый такт, выпуск — по инерции коленвал продолжает свое вращение (для равномерности вращения на коленвале установлены грузы — щеки коленвала), поршень идет наверх, одновременно открывается выпускной клапан, и отработавшие газы выходят в выхлопную трубу, в верхнем положении поршня выпускной клапан закрывается.

Эти 4 такта происходят за два оборота коленчатого вала.

Распределение мощности в 2Т и 4Т двигателях

2Т двигатель за два оборота коленчатого вала успевает два раза использовать энергию сгорания топлива. Многие считают, что он в два раза мощнее двигателя 4Т.

Но обратите внимание, в 2Т двигателе часть цилиндра занимают впускные и выпускные окна, значит количество горючего, которое потом сгорит, меньше в объеме, чем у двигателя 4Т, где цилиндр цельный.

В двигателе 2Т из-за простоты конструкции смазка коленчатого вала производится маслом, добавленным в бензин. Масло в рабочей смеси снижает выделяемую энергию (масло горит хуже). Из-за особенностей впуска-выпуска горючей смеси и выхлопных газов в двигателе 2Т больше горючей смеси "улетает в трубу", не сгорая.

В 4Т двигателе этот процесс за счет более сложного механизма впуска-выпуска минимален.

В результате — 2Т двигатели, действительно, в какой-то момент мощнее (но не в два раза), а более высокая мощность у них достигается в более узком рабочем диапазоне оборотов коленчатого вала (то есть на старте скутер с 2Т двигателем еле разгоняется, потом наступает так называемый “подхват”, скутер "выстреливает", но быстро "увядает") и для динамичной езды все время приходится поддерживать определенные обороты двигателя.

Следовательно, чем мощнее 2Т двигатель, тем уже диапазон оборотов, тоньше настройки и двигатель дороже. Насладиться в полной мере преимуществами 2Т двигателя могут лишь спортсмены (где важнее выжать все и сейчас), или обладатели бензопил и газонокосилок (которым чем проще и дешевле, тем лучше).

Даже несколько менее мощный 4Т двигатель обладает более благоприятной характеристикой чем 2Т — он "эластичен". Сразу с начала движения, он обеспечит скутеру хорошую тягу (плавно и уверенно, без "провалов" и "подхватов" наберет скорость) и уверенный набор скорости будет доступен во всем диапазоне оборотов коленчатого вала.

Недостаток мощности скажется только в верхнем рабочем диапазоне оборотов двигателя. А 2Т двигатель, как раз близко к этому режиму работы, и выдает максимальную мощность. Но долго ли прослужит техника, эксплуатируемая на пределе возможностей?

Если Вам хочется улучшить динамические характеристики Вашего скутера, можно установить комплект для увеличения рабочего объема двигателя до 70 куб.с.м. После переделки Ваш скутер не уступит 2Т модели и удовольствия от езды будет больше.

Надежность 2Т и 4Т двигателей

В 2Т двигателе поршень, поршневые кольца и цилиндр фактически являются расходным материалом из-за особенностей конструкции (в цилиндре-то отверстия).

Многие владельцы скутеров укатывают поршень 2Т двигателя за сезон, а цилиндр — за два. В 4Т двигателе — 4-5 сезонов на одном поршне 4Т двигателя.

Из-за более качественной смазки (масло подается к ответственным частям не в смеси с бензином, а путем разбрызгивания или подачи под давлением), 4Т двигатель рассчитан на больший ресурс. Более сложный клапанный механизм впуска-выпуска газов четче работает, требует несложного и не частого обслуживания.

Экономичность 2Т и 4Т двигателей

К примеру, 50-кубовая 2Т модель с приличными характеристиками (мощность 4-5 л.с), потребляет 3.5 л бензина на 100 км. масло, а 4Т двигатель мощностью 3 л.с. "съест" 2.2 л. бензина. Масло практически не расходуется вообще.

От расхода топлива зависит не только скорость опустошения Вашего кошелька, но и пробег на одной заправке. Так как баки у скутеров примерно одинаковые, то 6 литрового бака 4Т-скутера Вам хватит, на 100 км больше.

Экологическая обстановка в мире, особенно в Европе и Америке заставляет правительства всех стран принимать меры по ужесточению контроля за выхлопами, шумом и иными параметрами техники, производимой или ввозимой в эти страны. По этой причине двухтактные двигатели уходят в прошлое.

Только на 4-тактном двигателе возможно соответствие конкурентоспособной цены и соответствия нормам “ЕВРО”. Поэтому производители сокращают выпуск двухтактных двигателей — с ними сложнее получить сертификат соответствия, европейское одобрение, а, значит выйти на рынок развитых стран. Выпуск 2Т двигателей пока еще велик, но скутеры с таким двигателями идут, в основном, в развивающиеся страны. Сейчас есть разработки 2Т двигателей, отвечающих всем нормам экологии, но до их серийного выпуска еще далеко. Дешевыми они тоже не будут.

Топливная смесь для двухтактных двигателей

Для кроссовых мотоциклов производится специальное моторное масло, обычно имеющее маркировку Off road. Рекомендуется ипользовать дорогое, хорошее масло, т.к. это значительно увеличивает срок службы поршневой группы. Например, Motul 800 Off-road.

Пропорции смеси могут варьироваться от модели к модели, но для наших условий самое популярное отнощение 1:33 или 1:40. (Это значит, что на 5л бензина с высоким октановым числом (Аи98 или Аи95) требуется 120-150мл масла).

Смешивание лучше проводить предварительно, в чистой канистре, встряхивая ее до образования равномерной смеси. Большинство двухтактных масел имеют в своем составе специальный краситель, окрашивющий топливную смесь. Топливная смесь может считаться приготовленой, когда имеет ровный цвет красителя (указано на банке с маслом). Например, для масла Motul 800 — это красный цвет, для масел IPONE 2Т — оранжевый.

Лодочные моторы: принцип работы двухтактных и четырехтактных двигателей

Наверное, для многих является актуальным вопрос: чем же четырехтактный мотор лучше двухтактного? А так же и другие, например: как вообще выбрать лодочный мотор? Для начала рассмотрим внутренее устройство двигателей. Такт рабочего цикла ДВС (двигателя внутреннего сгорания) представляет собой ход поршня от одной мёртвой точки до другой. Один такт соответствует 180-градусному повороту (полуобороту) коленчатого вала. При четырехтактном процессе рабочий цикл осуществляется за два оборота вала, при 2-тактном — за один. Итак, начнем по порядку.

При 4-тактном процессе присутствуют 4 такта: впуск, сжатие, сгорание и расширение, выпуск. А теперь поподробнее.

Впуск

В течение этого такта поршень опускается из ВМТ (т.е. верхней мёртвой точки) в НМТ (т.е. нижнюю мёртвую точку). При этом кулачки распределительного вала открывают впускной клапан, и через данный клапан в цилиндр засасывается свежая топливно-воздушная смесь.

Сжатие

Поршень идёт из НМТ в ВМТ, сжимая рабочую смесь. При этом существенно вырастает температура смеси. Отношение рабочего объёма цилиндра в НМТ и объёма камеры сгорания в ВМТ именуется степенью сжатия. Степень сжатия — является очень важным параметром, традиционно, чем она больше, тем больше топливная экономичность лодочного мотора. Впрочем, для двигателя с большей степенью сжатия требуется горючее с более высоким октановым числом, которое несколько подороже.

Сгорание и расширение (рабочий ход поршня).

Незадолго до конца цикла сжатия топливовоздушная смесь поджигается искрой от свечи зажигания. Во время пути поршня из ВМТ в НМТ горючее сгорает, и под действием тепла сгоревшего топлива рабочая смесь расширяется, при этом, — толкая поршень. Степень «недоворота» коленчатого вала двигателя до ВМТ при поджигании смеси именуется углом опережения зажигания. Опережение зажигания необходимо для того, чтобы давление газов достигло максимальной величины, когда поршень будет находиться в ВМТ. При этом использование энергии сгоревшего топлива будет максимальным. Сгорание топлива занимает практически фиксированное время, именно поэтому, для повышения производительности мотора необходимо увеличивать угол опережения зажигания при повышении оборотов. В старых лодочных двигателях данная регулировка производилась механическим устройством (центробежным и вакуумным регулятором, воздействующим на прерыватель). В более современных моторах для регулировки угла опережения зажигания применяют электронику.

Выпуск

После НМТ рабочего цикла открывается выпускной клапан, и движущийся вверх поршень вытесняет отработанные газы из цилиндра двигателя. При достижении поршнем ВМТ выпускной клапан закрывается, и цикл начинается сначала. Следует также помнить, что следующий процесс (к примеру, впуск), необязательно должен начинаться в тот момент, когда закончится предшествующий (к примеру, выпуск). Такое положение, когда открыты сразу оба клапана (впускной и выпускной), называют — перекрытием клапанов. Перекрытие клапанов необходимо для более лучшего наполнения цилиндров горючей смесью, а также для эффективной очистки цилиндров от отработанных газов.

В случае с двухтактным процессом всё уже не так легко и просто.

Здесь такты условно называются сжатие и расширение. Как видно, места отдельным тактам впуска и выпуска здесь не нашлось. Это не случайно. Хотя в двухтактном моторе процессы впуска и выпуска все же присутствуют, для их осуществления нужно, чтобы давление на входе в цилиндр было намного выше атмосферного. То есть, необходим принудительный наддув. Те, кто знаком с двухтактными бензиновыми двигателями для мотоциклов, могут конечно же возразить: на мотоциклах нет никаких турбо- либо механических компрессоров. Отдельного компрессора в мотоциклетном двухтактнике действительно нет. Функция компрессора возложена на картер двигателя. В простых мотоциклетных (так же, как и в лодочных) моторах нет клапанов в головке цилиндра, вместо них существуют впускные и выпускные окна в стенках цилиндра, перекрываемые телом поршня.

Впускные окна связаны с карбюратором не напрямую, а через перепускные каналы, выходящие в картер. В течение хода поршня вверх, нижний край открывает окно, на котором находится карбюратор, рабочая смесь под действием разрежения, создаваемого идущим вверх поршнем, устремляется в картер. Когда поршень идёт вниз, он перекрывает это окно, рабочая смесь начинает сжиматься. Поршень идёт дальше вниз, открывая перепускные окна, рабочая смесь под давлением подаётся в цилиндр, где вытесняет отработанные газы в выпускное окно. Поршень следует снова вверх, и процессы под его днищем повторяются, а в это время в цилиндре происходит сжатие рабочей смеси. После этого сжатая смесь воспламеняется свечой, и поршень идёт вниз, осуществляя пи этом такт расширения, либо рабочий ход.

А сейчас давайте рассмотрим плюсы и минусы двухтактных лодочных моторов по сравнению с их четырехтактными «собратьями».

Начнем с преимуществ.

— Меньший вес. К примеру: 15 л.с. двухтактный весит — 36 кг, а вот четырехтактный уже все 50 кг. Казалось бы 50 кг — это легко. Все не так просто. Вес мотора распределен весьма неравномерно. Приблизительно 80% весит голова (т.е. сам двигатель) 20% нога. Не нужно также забывать и о большем у 4-х тактников размере головы. Все это, да еще одна маленькая не всегда комфортная ручка для переноски делает этот процесс ну очень затруднительным.

— Стоимость. Четырехтактные моторы сложнее в производстве, состоят из большего количества деталей, именно поэтому, они всегда будут дороже стоить чем двухтактники.

— Удобство при транспортировке. Двухтактный лодочный мотор можно возить в любом положении, перед началом эксплуатации не требует отвешивания. То есть достал из багажника, поставил, завел и помчался по водной глади.

— Двухтактник живее реагирует на ручку газ. В 4-х тактниках для совершения полного рабочего цикла поршню следует сделать 2 полных оборота в то время как в двухтактных только один. Частый вопрос: А правда ли что четырехтактник 15 л.с. бежит быстрее чем такой же, но двухтактник? Отвечаем: нет, это не правда! У обоих этих моторов мощность на валу 15 л.с. По логике вещей: при прочих равных условиях, почему один мотор должен ехать быстрее второго?

Теперь коснемся недостатков…

— Больший расход топлива. Напомним, приблизительный расход можно высчитать по формуле: для двухтактного — 300 грамм на 1 л.с., для четырехтактного — 200 грамм на 1 л.с. в час при полном «газе». Больший расход связан с тем, что цикл выброса отработанных газов и впуска свежего топлива у двухтактников совмещен, именно поэтому, часть свежего топлива выбрасывается вместе с отработанными газами в выхлоп. В этом же и заключается экологическая проблема, то есть часть бензина, смешанного с маслом просто выливается в воду. Именно поэтому, двухтакные моторы (кроме моторов с системой по уровневого впрыска) запрещены и в странах ЕС, и в США.

— Высокий уровень издаваемого шума. На максимальных оборотах 2-х тактные моторы как правило функционируют несколько громче четырехтактников.

— Удобство при эксплуатации. Четырехтактные моторы не так вибрируют на малых оборотах (примечание: это касается только двухцилиндровых двигателей. Одноцилиндровые и 2-х и 4-х тактники вибрируют примерно идентично) и не так дымят как их соперники — двухтактники. Дым образуется в основном из-за сгорания масла, которое добавляется непосредственно в бензин у двухтактных моделей. Дымность важный момент, исключительно в том случае, если Вы любите тролить. Достаточно часто это невероятно напрягает особенно в тихую безветренную погоду.

— Проблема долговечности. Достаточно спорный пункт. В народе бытует такое суждение, что двухтактные лодочные моторы менее долговечны. С одной стороны это понятно, потому как масло для смазки трущихся элементов мотора подается вместе с бензином, а значит, функционирует не так результативно в отличие от 4-х тактных лодочных моторов, где трущиеся элементы буквально плавают в масле. Однако с другой стороны четырехтактник по своей конструкции гораздо сложнее конкурента, состоит из значительно большего количества деталей, а золотое правило механики «чем проще — тем надежнее» еще никто не отменял!

Отзывов: 0 | Написать отзыв

Устройство и принцип действия двухтактного двигателя внутреннего сгорания

Многие из нас ездят на мотороллерах, но вот как устроен и работает двигатель внутреннего сгорания (далее ДВС), который приводит в движение Вашу двухколесную технику, знает не каждый. А вот хорошо зная все принципы работы ДВС, Вы сможете быстро и правильно диагностировать его неполадки. Да и вообще, в ознакомительных целях знание принципов работы не помешает.
Вообще-то существует два основных типа двигателей: двухтактные и четырехтактные. Практически на каждом мотороллере, особенно до 2000 года выпуска, установлен двухтактный двигатель. В двухтактных двигателях все рабочие циклы (процессы впуска топливной смеси, выпуска отработанных газов, продувки) происходят в течении одного оборота коленвала за два основных такта. У двигателей такого типа отсутствуют клапаны (как в четырехтактных ДВС), их роль выполняет поршень, который при своем перемещении закрывает впускные, выпускные и продувочные окна. Поэтому они более просты в конструкции.
Мощность двухтактного двигателя при одинаковых размерах цилиндра и частоте вращения вала теоретически в два раза больше четырехтактного за счет большего числа рабочих циклов. Однако неполное использование хода поршня для расширения, худшее освобождение цилиндра от остаточных газов и затраты части вырабатываемой мощности на продувку приводят практически к увеличению мощности только на 60. 70%.
Итак, рассмотрим конструкцию двухтактного ДВС, показанную на рисунке 1:



Двигатель состоит из картера, в который на подшипниках с двух сторон установлен коленчатый вал и цилиндра. Внутри цилиндра движется поршень — металлический стакан, опоясанный пружинящими кольцами (поршневые кольца), вложенными в канавки на поршне. Поршневые кольца не пропускают газов, образующихся при сгорании топлива, в промежутке между поршнем и стенками цилиндра. Поршень снабжен металлическим стержнем — пальцем, он соединяет поршень с шатуном. Шатун передаёт прямолинейное возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала. Далее уже, в частности на мотороллере, вращательное движение передается на вариатор, принцип работы которого описан в статье: Устройство и принцип работы вариатора.
Смазка всех трущихся поверхностей и подшипников внутри двухтактных двигателей происходит с помощью топливной смеси, в которое подмешано необходимое количество масла. Из рисунка 1 видно, что топливная смесь (желтый цвет) попадает и в кривошипную камеру двигателя (это та полость, где закреплен и вращается коленчатый вал), и в цилиндр. Смазки там нигде нет, а если бы и была, то смылась топливной смесью. Вот по этой причине масло и добавляют в определенной пропорции к бензину. Тип масла используется специальный, именно для двухтактных двигателей. Оно должно выдерживать высокие температуры и сгорая вместе с топливом оставлять минимум зольных отложений.
Теперь о принципе работы. Весь рабочий цикл в двигателе осуществляется за два такта.


Такт сжатия.

1. Такт сжатия. Поршень перемещается от нижней мертвой точки поршня (в этом положении поршень находится на рис. 2, далее это положение называем сокращенно НМТ) к верхней мертвой точке поршня (положение поршня на рис.3, далее ВМТ), перекрывая сначала продувочное 2, а затем выпускное 3 окна. После закрытия поршнем выпускного окна в цилиндре начинается сжатие ранее поступившей в него горючей смеси. Одновременно в кривошипной камере 1 вследствие ее герметичности и после того как поршень перекрывает продувочные окна 2, под поршнем создается разряжение, под действием которого из карбюратора через впускное окно и открывающийся клапан поступает горючая смесь в кривошипную камеру.



2. Такт рабочего хода. При положении поршня около ВМТ сжатая рабочая смесь (1 на рис. 3) воспламеняется электрической искрой от свечи, в результате чего температура и давление газов резко возрастают. Под действием теплового расширения газов поршень перемещается к НМТ, при этом расширяющиеся газы совершают полезную работу. Одновременно, опускаясь вниз, поршень создает высокое давление в кривошипной камере (сжимая топливо-воздушную смесь в ней). Под действием давления клапан закрывается, не давая таким образом горючей смеси снова попасть во впускной коллектор и затем в карбюратор.



Когда поршень дойдет до выпускного окна (1 на рис. 4), оно открывается и начнется выпуск отработавших газов в атмосферу, давление в цилиндре понижается. При дальнейшем перемещении поршень открывает продувочное окно (1 на рис. 5) и сжатая в кривошипной камере горючая смесь поступает по каналу (2 на рис. 5), заполняя цилиндр и осуществляя продувку его от остатков отработавших газов.



Далее цикл повторяется.

Стоит упомянуть о принципе зажигания. Так как топливной смеси нужно время для воспламенения, искра на свече появляется чуть раньше, чем поршень достигает ВМТ. В идеале, чем быстрей движения поршня, тем раньше должно быть зажигание, потому-что поршень от момента искры быстрее доходит до ВМТ. Существуют механические и электронные устройства, меняющие угол зажигания в зависимости от оборотов двигателя. Практически у мотороллеров до 2000 г.в. таких систем не было и угол опережения зажигания был установлен в расчете на оптимальные обороты. На некоторых же скутерах, например Honda Dio ZX AF35, установлен электронный коммутатор с динамическим опережением. С ним двигатель развивает больше мощности.