Двух и четырехтактные двигатели отличие


Сравнение двухтактного и четырехтактного двигателей

Садовые бензиновые агрегаты значительно упрощают жизнь владельцам загородной недвижимости. В их основе лежит двигатель внутреннего сгорания.

Мотокосы, цепные пилы, кусторезы могут оснащаться как двухтактным, так и четырехтактным двигателем, от чего будет зависеть мощность, производительность, вес, техническое обслуживание всего агрегата.

Тактом рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания является ход поршня от одной мертвой точки до другой. Один такт соответствует 180-градусному повороту (полуобороту) коленчатого вала. При 4-х тактном процессе рабочий цикл осуществляется за два оборота вала, при 2-х тактном — за один.

Двухтактные и четырехтактные двигатели имеют существенные отличия.

По весу двухтактные двигатели легче, чем четырехтактные. Четырехтактные весят, примерно, на 50% больше, так как для сложной конструкции требуется больше деталей.

Благодаря большей эффективности 4-х тактные двигатели мощнее. Но более легкие двухтактные моторы могут иметь большее отношение мощности к весу и считаются практичней из-за одноцилиндрового двигателя, тогда как четырехтактной модели требуется несколько цилиндров, чтобы обеспечить постоянную выработку электроэнергии.

Четырехтактные двигатели экономичнее и обеспечивают хороший контроль циклов впуска и выпуска воздуха, что приводит к более чистой работе. При двухтактном цикле часть топлива расходуется впустую, т.к. оно выходит во время такта впуска и сжатия.

В 4-х тактных двигателях моторное масло отделено от топлива и впрыскивается из отдельного резервуара, в результате чего он получает лучшую смазку. В двухтактном двигателе смазочное масло смешивается с топливом, что снижает срок его службы. Но из-за совместной циркуляции смазочного масла и топлива, двухтактные агрегаты могут функционировать в любых условиях. Из-за того, что двухтактные двигатели сжигают масло и топливо, они образуют грязный продукт сгорания. Более грязное сгорание приводит к большему износу системы двигателя, что сокращает общий срок его службы.

Техника с двухтактным двигателем стоит дешевле. Но стоимость использования за час будет выше из-за дополнительных затрат на масло и низкой топливной экономичности. Их дешевле приобретать, но у них короткий срок службы.

Принцип работы 2х тактного и 4х тактного двигателей

При выборе силового оборудования необходимо уделить особое внимание типу двигателя. Существует два типа двигателей внутреннего сгорания: 2-х тактный и 4-х тактный.

Принцип действия двигателя внутреннего сгорания основан на использовании такого свойства газов, как расширение при нагревании, которое осуществляется за счет принудительного воспламенения горючей смеси, впрыскиваемой в воздушное пространство цилиндра.

Зачастую можно услышать, что 4-х тактный двигатель лучше, но чтобы понять, почему, необходимо более подробно разобрать принципы работы каждого.

Основными частями двигателя внутреннего сгорания, независимо от его типа, являются кривошипно-шатунный и газораспределительный механизмы, а также системы, отвечающие за охлаждение, питание, зажигание и смазку деталей.

Передача полезной работы расширяющегося газа осуществляется через кривошипно-шатунный механизм, а за своевременный впрыск топливной смеси в цилиндр отвечает механизм газораспре6деления.

Четырехтактные двигатели - выбор компании Honda

Четырехтактные двигатели экономичные, при этом их работа сопровождается более низким уровнем шума, а выхлоп не содержит горючей смеси и значительно экологичней чем у двухтактного двигателя.  Именно поэтому компания Honda при изготовлении силовой техники использует только четырехтактные двигатели. Компания Honda уже многие годы представляет свои четырехтактные двигатели на рынке силовой техники и добилась высочайших результатов, при этом их качество и надежность ни разу не подвергались сомнению. Но всё же, давайте рассмотрим принцип работы 2х и 4х тактных двигателей.

Принцип работы двухтактного двигателя

Рабочий цикл 2-х тактного двигателя состоит из двух этапов: сжатие и рабочий ход.

Сжатие. Основными положениями поршня являются верхняя мертвая точка (ВМТ) и нижняя мертвая точка (НМТ). Двигаясь от НМТ к ВМТ, поршень поочередно перекрывает сначала продувочное, а затем выпускное окно, после чего газ, находящийся в цилиндре, начинает сжиматься. При этом через впускное окно в кривошипную камеру поступает свежая горючая смесь, которая будет использована в последующем сжатии.

Рабочий ход. После того, как горючая смесь максимально сжата, она воспламеняется при помощи электрической искры, образуемой свечой. При этом температура газовой смеси резко возрастает и объем газа стремительно растет, осуществляя давление, при котором поршень начинает движение к НМТ. Опускаясь, поршень открывает выпускное окно, при этом продукты горения горючей смеси выбрасываются в атмосферу. Дальнейшее движение поршня приводит к сжатию свежей горючей смеси и открытию продувочного отверстия, через которое горючая смесь поступает в камеру сгорания.

Основным недостатком двухтактного двигателя является большой расход топлива, причем часть топлива не успевает принести пользу. Это связано с наличием момента, при котором продувочное и выпускное отверстие одновременно открыты, что приводит к частичному выбросу горючей смеси в атмосферу. Еще идёт постоянный расход масла, так как 2х тактные двигатели работают на смеси бензина и масла. Очередное неудобство - в необходимости постоянно готовить топливную смесь. Главными преимуществами двухтактного двигателя остаются его меньшие размеры и вес по сравнению с 4х тактным аналогом, но размеры силовой техники позволяют использовать на них 4х тактные двигатели и испытывать намного меньше хлопот в ходе эксплуатации. Так что уделом 2х тактных моторов осталось различное моделирование, в частности, авиамоделирование, где даже лишних 100г имеют значение. 

Принцип работы четырехтактного двигателя

Работа четырехтактного двигателя значительно отличается от работы двухтактного. Рабочий цикл четырехтактного двигателя состоит из четырех этапов: впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск, что стало возможным за счет применения системы клапанов.

Во время впускного этапа поршень двигается вниз, открывается впускной клапан, и в полость цилиндра поступает горючая смесь, которая при смешении с остатками отработанной смеси образует рабочую смесь.

При сжатии поршень движется от НМТ к ВМТ, оба клапана закрыты. Чем выше поднимается поршень, тем выше давление и температура рабочей смеси.

Рабочий ход четырехтактного двигателя представляет собой принудительное движение поршня от ВМТ к НМТ за счет воздействия резко расширяющейся рабочей смеси, воспламененной искрой от свечи. Как только поршень достигает НМТ, открывается выпускной клапан.

Во время выпускного этапа продукты сгорания, вытесняемые поршнем, движущимся от НМТ к ВМТ, выбрасываются в атмосферу через выпускной клапан.

За счет применения системы клапанов четырехтактные двигатели внутреннего сгорания более экономичны и экологичны - ведь выброс неиспользованной топливной смеси исключен. В работе они значительно тише, чем 2х тактные аналоги, и в эксплуатации намного проще, ведь работают на обычном АИ-92, которым вы заправляете свою машину. Нет необходимости в постоянном приготовлении смеси масла и бензина, ведь масло в данных двигателях заливается отдельно в масляный картер, что значительно уменьшает его потребление. Вот именно поэтому компания Honda производит только 4х тактные двигатели и достигла в их производстве колоссальных успехов.

Принцип работы 2-х и 4-х тактных двигателей


ПРИ КОПИРОВАНИИ СТАТЬИ АКТИВНАЯ ССЫЛКА НА НАШ САЙТ ОБЯЗАТЕЛЬНА. 

Принцип работы 2-х тактного двигателя, его достоинства и недостатки.

    Чем 4-х тактный мотор лучше двухтактного? Как выбрать лодочный мотор? Какой мотор лучше 2-х или 4-х тактный? Для начала рассмотрим устройство двигателей.    

Тактом рабочего цикла ДВС является ход поршня от одной мёртвой точки до другой. Один такт соответствует 180-градусному повороту (полуобороту) коленчатого вала.При 4-тактном процессе рабочий цикл осуществляется за два оборота вала, при 2-тактном — за один

При 4-тактном процессе (рис слева) присутствуют 4 такта: впуск — сжатие — расширение — выпуск. Сначала открывается впускной клапан, поршень идёт вниз, под действием создающегося разрежения в цилиндр поступает свежая топливовоздушная смесь или воздух — это такт впуска. Затем клапан закрывается, поршень идёт вверх — происходит сжатие. Следующий такт: сжатая смесь воспламеняется искрой или в сжатый воздух форсунка впрыскивает топливо, которое самовоспламеняется, поршень под действием этого идёт вниз — это расширение, или рабочий ход поршня. Двигатель совершает полезную работу именно в течение такта расширения. Потом поршень идёт вверх, открывается выпускной клапан, через который продукты сгорания топлива выходят в атмосферу — это такт выпуска.  

В случае с двухтактным процессом  (рис справа) всё уже не так просто. Такты условно называются сжатие и расширение. Как видно, места отдельным тактам впуска и выпуска здесь не нашлось. Это не случайно. Хотя в двухтактном двигателе процессы впуска и выпуска присутствуют, для их осуществления необходимо, чтобы давление на входе в цилиндр было выше атмосферного. То есть нужен принудительный наддув. Те, кто знаком с двухтактными мотоциклетными бензиновыми двигателями, могут возразить: на мотоциклах нет никаких турбо- или механических компрессоров. Отдельного компрессора в мотоциклетном двухтактнике действительно нет. Функция компрессора возложена на картер двигателя. В простых мотоциклетных (также 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 далее вниз, открывая перепускные окна, рабочая смесь под давлением подаётся в цилиндр, где вытесняет отработанные газы в выпускное окно. Поршень идёт снова вверх, и процессы под его днищем повторяются, а в это время в цилиндре происходит сжатие рабочей смеси. Затем сжатая смесь воспламеняется свечой, и поршень идёт вниз, совершая такт расширения, или рабочий ход.  

Преимущества и недостатки двух и четырех тактных ЛОДОЧНЫХ моторов.

Двухтактные преимущества

  1. Меньший вес. Пример: 15 л.с. 2х тактный - 36 кг, 4-х тактный - 50 кг. Казалось - бы 50 кг. - легко. Все не так просто. Вес мотора распределен крайне неравномерно. Примерно 80% весит голова (сам двигатель) 20% нога. Не нужно также забывать и о большем у 4-х тактников размере головы. Все это + одна маленькая не всегда удобная ручка для переноски делает этот процесс крайне затруднительным.

2. Цена. 4-х тактные двигатели сложнее в производстве, состоят из большего количества деталей, поэтому всегда дороже 2-х тактников.

3. Удобство перевозки 2-х тактника. Можно возить в любом положении, перед началом эксплуатации не требует отвешивания. Т.е. достал из багажника, поставил, завел, поехал.

4. 2-х такт мотор живее реагирует на ручку газ. В 4-х тактниках для совершения полного рабочего цикла поршню необходимо сделать 2 полных оборота в то время как в 2-х тактных только один. Частый вопрос: А правда ли что 4-х такная 15 л.с. бежит быстрее чем такая же 2-х тактная? Ответ: нет не правда. У обеих этих двигателей мощность на валу 15 л.с. При прочих равных условиях почему один мотор должен ехать быстрее второго?

Двухтактные лодочные моторы - недостатки

   1. Больший расход топлива. Напомним, примерный расход можно высчитать по формуле: для 2х такта - 300 грамм на одну лошадинную силу, для 4х такта - 200 грамм на 1л.с. в час при полном "газе". Больший расход связан с тем, что цикл выброса отработанных газов и впуска свежего топлива у двухтактников совмещен, поэтому часть свежего топлива выбрасывается вместе с отработанными газами в выхлоп. В этом же и экологическая проблема т.е. часть бензина, смешанного с маслом просто выливается в воду. Поэтому 2-х такные моторы (кроме моторов с системой поуровнего впрыска) запрещены в странах ЕС и США. 

2. Шумноть. На максимальных оборотах 2-х тактные моторы как правило работают немного громче 4х тактников.

3. Комфорт. 4-х тактные моторы не так вибрируют на малых оборотах (Касается только двухцилинровых двигателей. Одноцилиндровые и 2-х и 4-х тактники вибрируют примерно одинаково) и не так дымят как 2-х тактники. Дым образуется в основном из-за згорания масла, которое добавляется непосредственно в бензин у 2-х таных моделей. Дымность важный момент, особенно если вы любите тролить. Часто это очень напрягает особенно в тихую безветренную погоду. 

4. Долговечность. Довольно спорный пункт. Бытует мнение, что 2-хтактные моторы менее долговечны. С одной стороны это понятно, потому как масло для смазки трущихся элементов двигателя подается вместе с бензином, а значит работает не так эффективно в отличие от  4-х тактных двигателей, где трущиеся элементы буквально плавают в масле. Но с другой стороны 4-х тактный мотор по конструкции намного сложнее конкурента, состоит из значительно большего числа деталей, а золотой принцип механики "Чем проще тем надежнее" еще никто не отменял.  

Какой же мотор выбрать?

  Взвесьте все за и против изложенные выше и сделайте выбор самостоятельно. Однозначного ответа на вопрос: какой из моторов лучше Вы не найдете ни в одной из книг ни на одном из форумов. И у тех и у других типов двигателей есть свои поклонники. Личное мнение автора: основной параметр - вес. При выборе уделите этому наибольшее внимание.  

 

2х тактный или 4х тактный двигатель мотокосы, какой выбрать?.

Для двигателей внутреннего сгорания под «тактом» понимается движение поршня (вверх или вниз) в одном направлении. Коленчатый вал при этом совершает полный оборот и приводит в действие рабочие механизмы мотокосы. Отсюда явно следует, что мотокоса с 4х тактным двигателем в сравнении с 2х тактным аналогом работает интенсивнее. Ко всему количество потребляемого топлива у четырёхтактного мотора существенно ниже, что достигается за счет более рациональной конструкции.

Объективно, четырехтактные двигатели более сложны по своим конструктивным особенностям. Соответственно – выше стоимость их производства и больше конечная цена для потребителей. Во многих случаях именно цена и служит определяющим фактором для конечного потребителя. Но при этом целесообразно учитывать и другие, не менее значимые критерии, такие, как интенсивность эксплуатации и время, необходимое для кошения травы на участке напрямую зависят от типа растительности, площади и неровностей грунта.

Газообмен и расход топлива

Рабочий цикл двигателя внутреннего сгорания любого из типов - комплекс постоянно повторяющихся процессов:

  • наполнение емкости цилиндра смесью топлива,
  • компрессия,
  • воспламенение и превращение под давлением поршня в сжатый газ,
  • расширение объема газовой смеси в камере цилиндра и передача освобожденной энергии на коленвал.

Двухтактный двигатель

Четырехтактные моторы потребляют топлива меньше, звук работы тише. Так как вместе с бензином в камере сгорания не горит масло, то и выхлопные газы доставляют меньше дискомфорта при работе. В комплексе, это конечно сказывается на габаритно весовых показателях мотокосы, с 4х тактным двигателем они значительно тяжелее и объёмнее.

Также, в числе значимых моментов, на которые следует обратить внимание:

  • предусмотренная производителем для конкретного двигателя литровая мощность,
  • расход топлива за единицу рабочего времени,
  • требование к смазке и составу добавляемых в бензин масел.

У двухтактных двигателей литровая мощность имеет коэффициент в диапазоне 1,5-1,8 по отношению к четырёхтактному двигатель равного объёма. Это означает, что двухтактный двигатель минимум в полтора раза мощнее при равном рабочем объёме цилиндра.

Относительно сравнения 2-х и 4-тактных двигателей по их требованиям к смазке, касательно мотокос с 4-х тактным двигателем они более высокие к качеству масла, при этом, заменять масло в четырёхтактном двигателе нужно по выработке определённого количества моточасов, в двухтактном, масло нужно постоянно добавлять в топливо.

Взгляд на мотокосы с 2- тактным и 4-тактным двигателем с точки зрения рядового потребителя

Один из важных факторов при оценке мотокосы с точки зрения рядового потребителя – сложность регулярного обслуживания двигателя. Для моделей с 2-х тактным двигателем этот процесс намного проще и в большинстве случаев может производиться в домашних условиях при наличии имеющихся у многих инструментов для работы с автомобильными или мотоциклетными двигателями. Это возможно по причине более простой конструкции, отсутствия газораспределительной системы и системы смазки. С четырехтактным двигателем нужно повозиться и его техническое обслуживание более рационально проводить в условиях специализированной мастерской.

Четырехтактный двигатель

Процесс смешивания масла с бензином в 2-тактном двигателе осуществляется максимально просто. Для этого достаточно перемешивания масла с бензином в рекомендуемой производителем пропорции в обычной топливной канистре. Такая система более проста, чем в 4-тактных моторах. Тем не менее, именно в моторах с четырьмя тактами вы можете не думать о масле каждый раз перед очередным выходом на газон.

В четырехтактном двигателе масло с бензином предварительно смешивать не нужно. Устройство мотора предусматривает оснащение системой смазки классического типа.

Очень разнятся требования к качеству заливаемого для двигателя масла. Для четырехтактных двигателей оно должно быть более стабильного качества по основным характеристикам и обеспечивать длительную работу мотора. Лучше, если постоянно используется масло одного производителя с одинаковыми характеристиками. Для 2-тактных двигателей этот вопрос не имеет принципиального значения – для работы таких моторов подбирать масло намного проще и дешевле.

В двигателях обоих типов применяется воздушная система охлаждения. Некоторые производители комплектуют моторы предохранительными системами, которые глушат и не дают завести двигатель в случае перегрева.

При разных режимах работы ведут себя двигатели по-разному. «Разгоняется» 2х тактный значительно быстрее. Но и греется при работе быстрее, особенно при больших нагрузках. Соответственно, для охлаждения требуются более частые перерывы в работе, на кошение тратится больше времени.

Какие выводы следуют из вышесказанного? Мотокосы с 4-хтактным двигателем – профессиональный инструмент. Они сложнее в обслуживании и ремонте, но это окупается периодичностью покупки расходников и их намного более продолжительным сроком службы. Если позволяют финансовые и физические возможности (не забываем про вес), предпочтение лучше отдать мотокосам с 4-тактным двигателем, конечно если объём работ соответствующий. Нет смысла переплачивать за 4х тактный двигатель чтобы выкашивать несколько раз за сезон несколько соток. Если площадь и частота выкоса небольшая, 2-тактные двигатели смогут вполне надежно и долго послужить в домашнем хозяйстве.

Какой бензогенератор лучше двухтактный или четырехтактный?

Основным элементом при производстве небольших мобильных бензиновых электростанций является двигатель внутреннего сгорания, работающий соответственно на бензине.

В настоящее время широко распространены бензогенераторы с двигателями таких производителей, как STEM Techno, Honda, Matari, Geko, Eisemann, SDMO, GMGen Power Systems, Gesan и др. По сути, всё это двигатели небольшой мощности, работающие по двухтактному или четырехтактному циклу. Именно тактность ДВС и вызывает огромное количество вопросов со стороны пользователей, а зачастую служит и причиной горячих споров. Естественно, все споры строятся на принципе, какой бензогенератор лучше? Но чтобы правильно ответить на этот вопрос, нужно лучше разобраться в конструкции и принципе работы той или иной схемы двигателя.

Рабочий цикл двухтактного двигателя происходит за один оборот коленчатого вала, что позволяет снимать в 1,5…1,7 раза большую мощность с того же рабочего объёма при тех же оборотах двигателя. Это особенно актуально при создании тяжелых тихоходных двигателей средних и тяжёлых судов, соединяемых непосредственно с валом гребного винта регулируемого шага. А также в поршневой авиации, где для эффективной работы воздушного винта также требуются сравнительно низкие рабочие обороты, что позволяет устранить из конструкции редуктор привода на винт.

В качестве автомобильного или, тем более, мотоциклетного - такой двигатель менее выгоден. Тем не менее, он также позволяет создать сравнительно компактные, но мощные силовые агрегаты. Они нашли широкое применение в мототехнике и, ранее, микролитражных и малолитражных легковых автомобилях (с кривошипно-камерной продувкой, рабочим объёмом обычно до 1,5…1,7 литра), а также на грузовых автомобилях и автобусах (с прямоточной продувкой, рабочим объёмом обычно от 4 литров и более).

Из-за вдвое большей частоты рабочих тактов и за счет омывания деталей, обеспечивающих выхлоп, удвоенным количеством выхлопных газов, эти детали двигателя находятся в более напряжённом тепловом режиме. В двигателях большой мощности обязательно используется принудительное охлаждение поршней.

За счёт вдвое меньшего количества нерабочих ходов поршня в каждом рабочем цикле - вдвое уменьшаются потери на трение.

В двухтактных двигателях необходимо искать компромисс между качеством продувки и потерями свежего заряда. В отличие от четырёхтактного двигателя, где между тактами выпуска и впуска поршень находится в верхней мёртвой точке, почти полностью вытесняя выхлопные газы, в двухтактном продувка происходит во всём объёме цилиндра сразу, причём за достаточно короткое время. При этом невозможно полностью исключить смешивание свежего заряда с выхлопными газами. Особенно проблема потерь заряда актуальна для карбюраторных двигателей, так как в них в цилиндр во время продувки поступает готовая рабочая смесь, что приводит к увеличенному расходу топлива и большому количеству несгоревших углеводородов в выхлопе. В целом, двухтактные двигатели имеют в 1,5…2 раза больший расход воздуха, из-за чего могут требовать более сложных воздушных фильтров. Также, в отличие от четырёхтактного двигателя, при использовании турбонаддува энергия поступающего из турбокомпрессора воздуха не передаётся через поршень на коленчатый вал двигателя. В то же время, выхлопные газы при выпуске не оказывают противодавления на поршень.

По конструкции двухтактный двигатель может быть, как более простым (при контурной кривошипно-камерной и, отчасти, клапанно-щелевой продувке), так и более сложным, чем четырёхтактный (при прямоточной продувке).

Различия между двухтактными и четырехтактными двигателями

В описании двигателей внутреннего сгорания часто встречается термин: двухтактный или четырехтактный. Что это значит? Чем отличается один тип двигателя от другого? Для того, чтобы ответить на этот вопрос, необходимо более подробно ознакомиться с конструкцией и принципами работы обоих устройств – ведь они и являются основным отличием типов этих моторов.

Двухтактный двигатель

Вообще говоря, разница между двухтактным и четырехтактным двигателем заключается в количестве совершаемых им тактов.Что такое инсульт? Это возвратно-поступательное движение поршней в двигателе. Другими словами, это движение поршня и возврат его в прежнее положение. В двухтактных двигателях поршень совершает всего два таких движения, отсюда и его название. Двухтактный аппарат намного проще по конструкции, так как не имеет отдельной маслосистемы или клапанов. Вся система смазывается смесью топлива и масла. Когда поршень двигателя находится в верхней мертвой точке, топливная смесь воспламеняется и взрывается.Взрыв толкает поршень вниз. По мере движения поршня он проталкивает топливную смесь, находящуюся в картере, через канал в камеру сгорания. Смесь, нагнетаемая в камеру, выталкивает выхлопные газы из камеры через выхлопной канал. Затем поршень совершает второй обратный ход. В этот момент впускной канал открывается и топливно-масляная смесь поступает в картер, смазывая его детали, а поршень возвращается в верхнее мертвое положение. Теперь весь цикл может начаться заново.

Четырехтактные двигатели

Четырехтактные двигатели имеют более сложную конструкцию. В этом типе устройства к камере сгорания подключены два клапана: впускной и выпускной. С другой стороны, корпус коленчатого вала изолирован от топливной системы, но содержит отдельную масляную систему. Работа такого двигателя основана на четырех трубчатых поршнях. На первом такте открывается впускной клапан и в камеру сгорания поступает смесь топлива и воздуха. Второй такт сжимает эту смесь.Поршень возвращается в исходное положение, верхнюю мертвую точку, на втором такте. Затем свеча зажигания вызывает взрыв искры, заставляя поршень совершить еще один рабочий ход. Четвертый такт - это движение поршня вверх, это движение выталкивает выхлопные газы из камеры сгорания через клапан и канал.

Четырехтактные двигатели благодаря своей конструкции отличаются низким расходом топлива и большей долговечностью, чем двухтактные двигатели. Мы приглашаем вас воспользоваться нашим предложением для четырехтактных двигателей.

.

Какой двигатель выбрать? 2T (двухтактный) или 4T (четырехтактный) — Мотоциклы 125

При поиске мотоцикла объемом 125 куб. см вы обязательно встретите модели с двигателями 2T (двухтактный) и 4T (четырехтактный). Чем отличаются эти двигатели и какой лучше выбрать?

Какая разница
Не следует путать поршни или цилиндры. Это совершенно разные вещи. Двухтактный двигатель может иметь 1 или более поршней, а также двухтактный двигатель. Количество тактов определяет, как работает двигатель.

2-тактный
Двигатель, показанный на схеме, двухтактный:

  • Такт сжатия - в первой фазе такта сжатия промывается рабочее пространство двигателя. Затем выхлопной газ из предыдущего цикла работы вытесняется через выхлопной тракт с поступающей свежей загрузкой.
  • Рабочий ход — топливо воспламеняется до достижения верхней мертвой точки поршня и быстро расширяется, перемещая поршень вниз в его нижнее крайнее положение.Цикл полоскания может начаться в конце этого хода.

В этом двигателе мы не найдем насоса, потому что смесь всасывается поршнем, либо типичными клапанами или ГРМ. ГРМ в таких двигателях чаще всего осуществляется путем обнажения и закрытия поршнем соответствующих каналов в цилиндре, что упрощает конструкцию. Поток груза через картер позволяет смазывать двигатель за счет впрыска масла во впускную систему. Примером мотоцикла с таким впрыском масла является Aprilia RS 125.Если на вашем мотоцикле нет такого впрыска или он поврежден, вам придется добавлять масло в топливо в правильных пропорциях.

4-тактный
В 4-тактном двигателе работа (т.е. искра, вызывающая взрыв смеси - сгорание) происходит один раз через каждые 2 оборота вала. Есть 4 такта двигателя.

  • Воздух или топливно-воздушная смесь,
  • давления,
  • работы,
  • продувка выхлопными газами.

Четырехтактный двигатель должен быть оборудован клапанами и, следовательно, синхронизацией, закрывающей и открывающей клапаны соответственно.В таком двигателе часть, в которой происходит работа и перезарядка (область цилиндра), отгорожена от части, в которой работает коленчатый вал. Эту герметичность обеспечивают кольца на поршне. Благодаря этому можно использовать поддон картера, который, как вы догадались, служит для смазки двигателя. При чрезмерном износе колец или гильз цилиндров масло попадает в камеру сгорания. В просторечии мы называем это явление «забирает нефть».

Что лучше?
Теоретически двухтактные двигатели должны иметь в два раза большую единичную мощность, чем четырехтактные, потому что у двухтактных один «рабочий» цикл приходится на один оборот вала, а у четырехтактных на один «рабочий» цикл Цикл приходится на два оборота вала.Казалось бы, в четырехтактном такте один оборот вала «тратится впустую». Однако на практике увеличение мощности двухтактного двигателя не удваивается из-за плохо перемешанной топливно-воздушной смеси. Часто двухтактные двигатели также имеют значительную потерю заряда при промывке, что способствует увеличению расхода топлива. Короче говоря, в двухтактном цикле происходит неполное сгорание и часть топлива сгорает в глушителе, либо попадает в нашу атмосферу в виде угарного газа (неполное сгорание).Из-за этой неточности в конструкции двухтактного двигателя двигатель всегда будет хаотично работать на холостом ходу. Однако в четырехтактном, благодаря дополнительному такту, который сжимает смесь, мы имеем более высокое давление в рабочей камере и оптимальную топливно-воздушную смесь. Мы теряем на 1 обороте вала, но выигрываем в качестве работы. Именно из-за экономичности (и стандартов сгорания Евро-3) четырехтактные двигатели доминируют на автомобильном рынке. Двухтактные двигатели сегодня встречаются в основном только на небольших мотоциклах вроде наших 125-х.Особенно в кроссах. Благодаря хорошей смазке моторы 4T служат дольше. Есть мотоциклы (типа Хонда) с пробегом 60 000 км, ездившие без ремонта. Двигателей 2Т хватает примерно на 20-40 тыс. км. Если они не оборвут свою жизнь полностью, они потеряют свою силу. Недостатком 2-тактника также является необходимость следить за уровнем масла в дозаторе. А на моделях без дозатора приходится играть в алхимика на заправке, дозируя топливо в правильных пропорциях. Пропорции примерно 1:50, значит на 50 литров бензина нужен 1л масла.При покупке 5 литров бензина на заправке добавьте в бензин 100 мл масла. Однако следует отметить, что эти пропорции определяет производитель двигателя. Различные соотношения используются для обкатки двигателя и другие после обкатки. С другой стороны, на 4-м такте вы просто заливаете топливо, как в легковой автомобиль, и едете. Масло периодически меняют. Как лучше? На наш взгляд, 4T потому, что он более прочный, простой в обращении и более экономичный. Двигатель 2T понравится только любителям мощности, тюнинга и скорости.

Тюнинг
Легко настраиваемый двухтактный двигатель, напр.установив спортивный выхлоп или даже сменив насадку на карбюратор. Сильно урезанный двигатель 2T мощностью 125 может достигать до 40 км! Двигатели 4Т, имея 15 лошадей, это много. Максимальная мощность в 4т около 20 лошадей. Трудно выжать больше. Не рекомендуется устанавливать сквозной глушитель, мало того, что он не увеличит мощность, так еще и может привести к более быстрому износу двигателя. В 4-м такте установлены распределительные валы с большим эксцентриситетом, благодаря чему время открытия клапанов больше и двигатель берет больше смеси.

.

Разница между двухтактными и четырехтактными двигателями (Автомобили и транспортные средства)

Ход поршня между двумя мертвыми точками называется ходом, который соответствует повороту коленчатого вала на 180 градусов. Соответственно различают двухтактные двигатели (рабочий цикл происходит за один цикл) и четырехтактные двигатели (цикл за два такта). Различия между двумя типами двигателей довольно серьезные, в результате чего напрямую сказывается их использование в разных механизмах.

Содержание статьи

  • Двухтактные двигатели
  • Четырехтактные двигатели
  • Сравнение
  • Выводы

Двухтактные двигатели

Для полного двухтактного двигателя достаточно одного оборота кривошипа рабочий цикл.Этот поворот, в свою очередь, происходит в два этапа (такта) — сжатия и расширения, отсюда и название двигателя. Двухтактные двигатели отличаются отсутствием клапанов, роль которых выполняет поршень. В принципе, значение поршня в таких двигателях очень велико: при движении он открывает и закрывает очистные окна (как впускные, так и выпускные). Если посмотреть сравнение двухтактного и четырехтактного двигателя, то конструкция первого варианта намного проще. Вы можете узнать это, прочитав определение четырехтактного двигателя ниже..

к содержимому ↑

Четырехтактные двигатели

Рабочий цикл четырехтактного двигателя имеет четыре стадии (цикла). Помимо сжатия и расширения (вторая и третья ступени соответственно), добавляются впуск (первое измерение) и выпуск (четвертое измерение). На первом этапе поршень движется от одной мертвой точки к другой — снизу вверх. Впускной клапан открывается и в цилиндр двигателя поступает необходимое количество свежей топливовоздушной смеси. На заключительном этапе (выдох) поршень достигает верхней мертвой точки, и клапан выдоха закрывается.Затем рабочий цикл четырехтактного двигателя начинается заново.

Четырехтактный двигатель для содержания ↑

Сравнение

Разница в количестве циклов очень важна, но далеко не единственная разница между двухтактным и четырехтактным двигателями. Существует множество различий, обусловленных достоинствами и недостатками того или иного двигателя.

Вот основные признаки отличия:

  • Двухтактные двигатели весят на порядок меньше, даже если мощность одинакова. Яркий пример: при пятнадцати лошадиных силах двухтактный двигатель весит 36 килограммов, а четырехтактный — почти на десять килограммов больше.
  • Конструкция четырехтактных двигателей заметно сложнее, а процесс производства занимает больше времени. Все эти факторы напрямую влияют на цену - четырехтактные двигатели дороже..
  • Транспортировать и эксплуатировать двухтактный двигатель заметно легче. Его можно транспортировать практически в любом положении и достаточно его достать, установить и запустить.
  • Расход топлива у двухтактного двигателя примерно в 1,5 раза выше (при той же мощности).
  • Четырехтактные двигатели, когда они достигают полной мощности, работают немного тише, чем двухтактные версии. Разница в шуме незначительна, но есть, и у четырехтактных двигателей есть это преимущество.
  • Еще одним преимуществом 4-тактных двигателей является меньшая вибрация и меньше дыма. Причем второе отличие крайне важно для двигателей, так как большинство людей выбирают двигатель, который производит меньше дыма (менее вреден для здоровья человека и меньше загрязняет окружающую среду).
к содержанию ↑

Выводы

  1. Двухтактные двигатели весят меньше.
  2. Четырехтактные двигатели более сложны по конструкции и стоят дороже.
  3. Различная сложность в транспортировке и эксплуатации.
  4. Разный расход топлива при одинаковой мощности.
  5. Четырехтактные двигатели производят меньше шума при работе.
  6. Двухтактные двигатели выделяют больше дыма при работе.
.

Двухтактный - уже забыли? | Autokult.pl

Когда-то курение «Трабантов» и «Сирен» было способом моторизировать бедные страны Восточного блока. Простой двухтактный двигатель с несколькими движущимися частями идеально подходил для дешевого автомобиля. Времена изменились, люди стали богаче, а простые двухтактные двигатели уже не могли соответствовать новым требованиям по экономии топлива и выбросам. Однако то, что мы знаем, например, по Syrena, — не единственная грань двухтактного двигателя.

Разница между двухтактным и четырехтактным двигателями

На четырехтактном двигателе, конечно же, четыре такта:

  1. впуск (впуск): поршень движется вниз, впускной клапан открыт,
  2. сжатие: поршень меняет направление и движется вверх, клапаны закрыты,
  3. декомпрессия (работа): в верхней мертвой точке поршня происходит воспламенение и поршень начинает движение вниз,
  4. для выхлопа: выпускной клапан открыт, поршень выталкивает выхлопные газы.

В двухтактном двигателе нет отдельных тактов впуска и выпуска. Перезарядка происходит между рабочим тактом и тактом сжатия, когда поршень находится вблизи нижней мертвой точки. Это означает, что воспламенение в каждом цилиндре происходит в два раза чаще, чем в четырехтактном двигателе (один раз за оборот коленчатого вала).

Разборка конструкции

Существует множество типов двухтактных двигателей. Ниже будут представлены только самые важные из них.

Наиболее важные концепции двухтактных двигателей

  • Поршневой синхронизатор (рис.1). Поршень закрывает впускное и выпускное окна. Это самое простое и популярное решение, особенно в небольших двигателях. Характерной чертой является симметричность открывания окон: выходное окно открывается перед входным и закрывается за ним.
  • Поршневой и тарельчатый клапан с регулируемой синхронизацией (рис. 2). Через окна поступает свежая смесь, выхлопные газы удаляются через клапаны. Этот тип синхронизации асимметричен: выпускные клапаны открываются и закрываются немного раньше, чем впускные.Благодаря этому удается уменьшить утечку свежей смеси в выхлопную систему и получить наддув. Стоит отметить, что здесь поток грузов продольный, что означает очень хорошее наполнение. Эта система использовалась в больших дизельных двигателях.
  • Синхронизация только с шаровыми клапанами (рис. 3). Головка такого двигателя выглядит почти так же, как у четырехтактного двигателя. Это также асимметричный тайминг, но менее эффективный, чем показанный на рис. 2. Самым большим преимуществом является отсутствие окон в гильзе цилиндра, благодаря чему она деформируется равномерно и не требуется большого зазора между поршнем и цилиндром.Также поршневые кольца не нужно предохранять от проворачивания.
  • Распределительный механизм с двумя поршнями (рис. 4) является разновидностью привода на рис. 2. Вместо клапанов используется второй поршень и дополнительные окна. Асимметрия была получена за счет смещения одного коленчатого вала по отношению к другому. Эта идея была использована в дизельных двигателях: самолете Junkers JUMO 205 или корабельном Napier Deltic.

На двухтактном двигателе выхлопные газы должны вытесняться воздухом или воздушно-топливной смесью.Это означает, что требуется предварительное напряжение. В этом случае можно выделить несколько решений.

  • Использование картера (пространства под поршнем) и окна, закрытого поршнем (рис. А). Простое, популярное решение, используемое почти во всех старых двухтактных двигателях от Syrena до Wartburg. К сожалению, здесь нельзя использовать смазку коленчатого вала под давлением. Он установлен на подшипниках качения с ограниченным сроком службы. Смазочное масло часто добавляли непосредственно в топливо.
  • Использование картера и пластинчатого клапана (рис. B). Концепция практически идентична предыдущей, за исключением того, что за подачу смеси в картер отвечает односторонний пластинчатый клапан. Он только пропускает поток внутрь и препятствует его обратному течению во впускной коллектор. Двигатели этого типа имеют лучшую кривую крутящего момента.
  • Использование внешнего компрессора (рис. C). Эта система популярна в гигантских дизельных двигателях. Коленчатый вал смазывается под давлением, и эти двигатели имеют длительный срок службы.

Современные двигатели с симметричным приводом часто оснащаются клапаном на выпускном отверстии. Он не закрывает окно полностью, а только меняет его сечение. Зачем? Двигатели с симметричным рабочим объемом имеют усовершенствованные выхлопные системы, предотвращающие утечку газов в выхлоп и обеспечивающие хорошее наполнение. К сожалению, волновые эффекты в этих системах хорошо работают только при определенной скорости вращения. Его можно изменить с помощью дополнительного клапана, закрывающего выпускной канал.

Будущее за слиянием дизеля и Otto

Fiesta Orbital

В конце 1980-х годов австралийская компания Orbital представила Ford Fiesta с бензиновым двухтактным двигателем. Трехцилиндровый двигатель объемом 1200 куб.см, 3, мощностью 80 л.с. при 5500 об/мин и 122 Нм при 4000 об/мин многими восприняли как революцию.

Форд Фиеста Орбитал (fiestaturbo.com)

Двигатель был на 30% легче четырехтактного аналога, средний расход топлива составил 4,7 л/100 км.Однако конструкция самого двигателя не отличалась новаторством. Использовались поршневые фазы, компрессия в картерах и пластинчатые клапаны (схема 1Б). С другой стороны, система непосредственного впрыска заслуживает того, чтобы называться революцией. Топливо впрыскивалось после закрытия окон с помощью сжатого воздуха. Чистый воздух сжимался в картерах, уменьшая унос и сжигание частиц масла.

Двигатель Orbital так и не был запущен в производство, но сейчас в современных скутерах используются почти идентичные решения.

Yamaha Super Diesel

В 1999 году Yamaha представила двухтактный двухцилиндровый дизельный двигатель, отвечающий экологическому стандарту Евро-4 и рассчитанный на автомобиль, потребляющий 3 литра дизельного топлива на 100 км. Небольшой атмосферный агрегат 1.0 (тоже построенный по схеме 1В) развивал 45 л.с. при 4000 об/мин и 80 Нм при 2500 об/мин.

Секции двигателя Yamaha Super Diesel

Особенностью этого двигателя был собственно механизм изменения степени сжатия.Выхлопной канал делился на две части, верхняя часть которых могла закрываться поворотной заслонкой. Если он был закрытым, то степень сжатия равнялась 18, если открытым — 13. Переход на более низкую степень сжатия ограничивал температуры в камере сгорания и выброс оксидов азота.

Ricardo ПРИЦЕЛ 2/4

ПРИЦЕЛ 2/4 — последняя идея из представленных в этой статье. Этот двигатель может работать как в двухтактном, так и в четырехтактном режимах. Управление фазами газораспределения осуществляется тарельчатыми клапанами, а нагнетание воздуха осуществляется внешними компрессорами (3С): центробежным Rotrex и турбокомпрессором.

Режимы двигателя Ricardo (greencarcongress.com)

Переход между режимами работает плавно при нормальной работе. Двигатель начинает работать в четырехтактном режиме, когда синхронизация становится неэффективной для двухтактного режима, где все изменение нагрузки составляет всего около половины оборота коленчатого вала. Клапаны управляются электрогидравлической системой. Двигатель Ricardo имеет почти ту же сборку , что и средний четырехтактный двигатель , и может быть столь же долговечным.При этом производительность в двухтактном режиме при низких оборотах двигателя существенно выше. Прототип достиг 230 Нм/л при 2500 об/мин.

Будущее двухтактных двигателей

В настоящее время двухтактные двигатели используются в небольших мопедах (схемы 1A и 1B) и гигантских морских единицах (1C и 2C). Можно ли вернуться к двухтактным автомобилям? Конечно да, тем более, что это будет благоприятствовать небольшим двигателям. Ведь двухцилиндровый двухтактник лучше сбалансирован и имеет зажигание в два раза чаще, чем двухцилиндровый четырехтактник.Однако следует ожидать сложных решений, таких как Ricardo, потому что простые (Orbital), вероятно, уже не в состоянии удовлетворить требования по долговечности и выбросам выхлопных газов.

Источник: fiestaturbo.com • Yamaha • greencarcongress.com

Оцените качество нашей статьи: Ваши отзывы помогают нам создавать лучший контент.

.

Конструкторско-конструкторские работы - Инжекторное питание малых двухтактных двигателей

Страница 1 из 2


Небольшие двухтактные двигатели, простые и дешевые в производстве, вытесняются с рынка четырехтактными двигателями в основном по экологическим причинам. Их традиционные версии с карбюратором не соответствуют применимым стандартам выбросов выхлопных газов. Более того, их смазка может доставить хлопот, несмотря на то, что в большинстве случаев современные двухтактные двигатели оснащены маслораспределителями.

Рышард Романовский

Можно предположить, что разработать четырехтактный двигатель было дешевле, чем работать над двухтактным.За годы разработки четырехтактные двигатели стали соответствовать мощности двухтактных двигателей того же рабочего объема. Между тем, в автоспорте у двухтактника все же есть преимущество, а его главный недостаток — экология. Многие мотоциклисты и любители мотогонок считают, что пик развития гонок Гран-при пришелся на 2001 г. Это был последний год, когда ездили очень легкие и быстрые машины «королевского» класса 500. Двухтактный Двигатели V4 с электронными форсунками развивали мощность более 200 л.с.Honda Racing Corporation начала работать над электронным впрыском в 1988 году. Пять лет спустя, во время Гран-при Германии, мотоцикл с таким двигателем преодолел рубеж в 200 миль (около 320 км/ч) максимальной скорости. Позже это было только быстрее.


Двигатель для Honda NSR500, 1997 г.в.

В течение многих лет любители тщательно восстанавливали эти машины или строили новые мотоциклы на основе их бывших в употреблении двигателей. Примеры включают Suter MM2, Romax или Roland Sands' 2 Stroke Attack и т. Д.В автосалонах такие мотоциклы отсутствуют и их можно приобрести только у мелких производителей, по ценам равным суперкарам. Вот почему часто можно услышать мнения о заговоре производителей, повлиявших на изменение регламента гонок, поскольку они полагали, что лучше строить и продавать сложные и дорогие четырехтактные двигатели вместо относительно простых, но более эффективных двухтактных, у которых выхлопные газы одинаково чистые благодаря впрыску. Возможно, в этом есть доля правды.

Двухтактный двигатель с впрыском топлива все еще предлагается на снегоходах Arctic Cat

Только недавно производители подумали о покупателях, которые любят двухтактные двигатели, которые, особенно в спортивном использовании, намного дешевле и менее хлопотны в эксплуатации, обеспечивая гораздо более высокую динамику.Такие известные компании, как KTM и Honda, объявляют о выпуске мотоциклов с двухтактными двигателями, оснащенными электронным впрыском топлива. Honda запатентовала свое новое решение в июле 2015 года, а KTM объявляет о его запуске в 2018 году.
Между тем, использование двухтактного впрыска имеет долгую историю. Просто в 1950-е годы речь шла не только об экологии. Тогдашний механический впрыск топлива обеспечивал увеличение мощности двигателя, лучший крутящий момент, большую плавность работы, более легкий пуск, сниженный расход топлива, плавный разгон с малых оборотов, а также на высокой передаче, быструю реакцию на изменение положения дроссельной заслонки.Ценным преимуществом двигателей, используемых для привода плавсредств, дельтапланов и снегоходов, является нечувствительность к изменению положения двигателя и действию сил инерции. Сравнение двигателей NSU Lux объемом 200 куб. см показало увеличение мощности инжекторного двигателя во всем диапазоне оборотов и увеличение максимального значения на 1,25 КВт. Кривая мощности более пологая, чем у карбюраторного двигателя.


350 Мотобекане

Расход топлива инжекторного двигателя достигал 270 г/кВт∙ч, тогда как расход топлива карбюраторного двигателя составлял 380 г/кВт∙ч.Двухтактный двигатель с впрыском оказался экономичнее сопоставимого с ним четырехтактного двигателя объемом 250 куб.см. В двигателях NSU используется небольшой насос типа Metabo с приводом от длинного толкателя. Сопоставимые, но несколько менее благоприятные отличия были получены при испытаниях двухцилиндровых двигателей «Голиаф» рабочим объемом 886 куб.см. Это объяснялось более плохим охлаждением больших цилиндров из-за менее интенсивного испарения топлива внутри них и сохранением одинаковых размеров окон в обоих вариантах, а также размещением свечей и форсунок в общих полостях, что значительно уменьшило поверхность охлаждения камеры сгорания.Двигатели Goliath приводились в движение двухсекционным насосом Bosch PFM 2 KL. В случае впрыска топлива решение системы смазки кривошипа создает большинство проблем. В большинстве случаев использовалась смазка под давлением насоса. Системы впрыска, ранее использовавшиеся исключительно на гоночных трассах, нашли свое применение в двигателях серийных мотоциклов и вышли из строя из-за высокой стоимости. В то время не было высоких стандартов чистоты выхлопных газов и заказчики выбирали более дешевое решение, принимая его недостатки.Американцы последовательно разрабатывали систему впрыска, в т.ч. на снегоходах Arctic Cat. Развитие электроники привело к уменьшению компонентов системы и повышению ее надежности. Плодом пятилетнего труда инженеров французской, ныне несуществующей марки Motobecane, стал трехцилиндровый двигатель объемом 350 куб.см, а затем 500 куб.см, представленный на Парижском автосалоне в 1973 году.


Motobecane 500 и его двигатель

Электронная система управления впрыском связана с бесконтактной системой зажигания на основе высоковольтного конденсатора.Скорость дозирования до 6000 доз в минуту была недостижима для механических систем. Заправка топливом в конце заполнения цилиндра привела к значительному снижению потерь на промывку. Расход топлива снизился с 460 до 310 г/кВт∙ч.

.

Двухтактный до V12

Хотя в автомобильной промышленности в последнее время произошли революционные изменения, новости о скорой смерти двигателей внутреннего сгорания сильно преувеличены. Пока что они по-прежнему ездят на подавляющем большинстве автомобилей по дорогам всего мира, и пройдет еще немало весен, прежде чем мы совсем перестанем слышать их характерное жужжание. Однако у поршневого двигателя внутреннего сгорания много названий — приведем самые популярные решения и виды.

Базовые знания таковы: двигатели внутреннего сгорания – это конструкции, основной задачей которых является преобразование тепловой энергии, образующейся при сгорании топлива, в механическую работу.Мы можем разделить их на три типа: поршневые, турбинные и реактивные двигатели. Первые в основном используются для вождения автомобилей и именно с ними мы разберемся в этом выпуске сериала «От страсти к автомобилизации».

Как следует из названия, ключевым элементом поршневого двигателя является подвижная часть камеры цилиндра, т.е. поршень . Поршни не одни - в зависимости от количества цилиндров их бывает несколько и даже десяток. В основном, чем больше поршневых агрегатов, тем ровнее становится работа двигателя, лучше гасятся вибрации, благороднее звук, у двигателя выше культура работы.В свою очередь, чем больше рабочий объем цилиндров, тем больше динамический потенциал двигателя, но в то же время выше расход топлива.

Критерии классификации поршневых двигателей разнообразны. Наиболее важным, с учетом способа воспламенения топливной смеси и вида подаваемого топлива, является деление на двигателей с искровым зажиганием (бензиновых) и двигателей с воспламенением от сжатия (дизелей).

По рабочему циклу различают четырехтактные и двухтактные двигатели.

Конструктивно ключевое значение имеет также деление с учетом расположения цилиндров – тогда мы выделяем, среди прочего, рядные двигатели , V-образные , двухтактные (т.н. оппозитные).

Учитывая принцип работы рабочего органа, следует отметить двигатель с роторно-поршневым двигателем (двигатель Ванкеля).

Отличаются двигатели

и способом охлаждения - оно может быть косвенным, т.е. с применением жидкости, или прямым, менее популярным сегодня, с применением воздуха.

Удары, или танец поршня

В классическом двигателе внутреннего сгорания поршень совершает возвратно-поступательное движение в результате высокого давления в цилиндре, возникающего при сгорании топливной смеси.

Форма поршня идеально подобрана к форме цилиндра, а его движение горизонтальное в зависимости от положения цилиндра (о котором мы поговорим чуть позже). Поршень, изготовленный из алюминиево-кремниевого сплава, закреплен на шатуне, который передает работу поршня на коленчатый вал, затем на маховик, коробку передач и, наконец, на колеса.

Движение поршня в диапазоне между его максимумами, т.н. мертвые положения называются тактов , а один цикл работы, состоящий из четырех фаз - впуск, сжатие, работа и выпуск - может проходить за четыре или два такта. Отсюда вытекает одно из приведенных выше делений двигателей на четырех- и двухтактные агрегаты.

Каждая фаза работы двигателя названа в честь соответствующего процесса, происходящего в камере сгорания, то есть в пространстве, ограниченном верхней поверхностью поршня, стенками цилиндра и головкой.

В четырехтактном двигателе поршень движется вниз во время такта впуска, создается разрежение и через открытый впускной клапан всасывается воздушно-топливная смесь или воздух.

Впускной клапан закрывается, и поршень начинает двигаться вверх. Такт сжатия начинается, когда смесь сжимается. Непосредственно перед тем, как поршень достигает верхней мертвой точки и при максимально возможном давлении, смесь воспламеняется (искровое или самопроизвольное), и «взрыв» толкает поршень вниз, инициируя рабочий ход .

Возвратно-поступательное движение поршня преобразуется во вращательное движение коленчатого вала, создающее крутящий момент. Таким образом, мы получаем энергию, которая способна привести в движение нашу машину. Как известно, любое горение и взрыв сопровождается дымом. В нашем случае часть топливной смеси превращается в выхлопные газы, от которых необходимо утилизироваться. Это происходит на такте выпуска - как раз перед тем, как поршень достигает своей нижней мертвой точки, выпускной клапан открывается, и направленный вверх поршень выталкивает выхлоп из цилиндра.Затем поршень движется назад, и цикл повторяется.

Двухтактный двигатель представляет собой такую ​​умную конструкцию, в которой поршень выполняет только два рабочих хода для всех фаз работы двигателя. Это возможно благодаря тому, что процессы всасывания смеси и удаления отработавших газов происходят с использованием изменения давления в цилиндре и не требуют отдельных движений поршня, который, кстати, выполняет также функцию клапанов.

Цилиндр двухтактный, кроме всасывающего и выпускного канала, имеет еще и проходной канал (межкамерный).Этот канал имеет двойную функцию. На первой фазе такта сжатия топливно-воздушная смесь, предварительно скопившаяся в кривошипном пространстве двигателя, поступает в рабочую полость цилиндра, ее задача промывать камеру и одновременно выталкивать выхлопные газы наружу через вытяжной канал.

Поршень, продвигаясь дальше вверх, в конце концов закрывается выпускным клапаном и промежуточной камерой, но открывает нижний всасывающий канал, по которому смесь свежего воздуха и топлива поступает в картер двигателя.Затем идет зажигание и рабочий такт, во время которого поршень двигателя, двигаясь вниз, раскрывает проходной и выпускной каналы, затем поршень движется вверх, благодаря чему снова имеем фазу промывки рабочей камеры и выталкивания выхлопных газов вне.

Первые двухтактные двигатели появились еще до Второй мировой войны, в основном благодаря немецкой компании DKW, но пик их популярности пришелся на 1950-1960-е годы, они были очень популярны, например, в Японии, где с успехом приводили в движение местные кей Кэри .Дольше всего, до 1980-х годов, они использовались в Польше и ГДР. Основным преимуществом таких агрегатов была простота конструкции (отсутствие ГРМ, клапанов, масляного поддона) и, соответственно, простота ремонта.

Эти двигатели также мощнее четырехтактных двигателей того же рабочего объема и намного легче. Список недостатков, однако, длиннее, к ним относятся в том числе значительно меньшие межремонтные интервалы, меньший КПД из-за необходимости промывки смесью, что увеличивает потери топлива, необходимость добавления масла в топливо для защиты двигателя от заедания, низкая культура труда, уже упомянутый раздражающий запах выхлопных газов .Гвоздем в крышку гроба двухтактных автомобилей стали ужесточающиеся стандарты чистоты выхлопных газов.

Четырехтактные двигатели, хотя и намного сложнее по конструкции, чем двухтактные, дали автопроизводителям больше возможностей для разработки современных приводов.

Искра и самовоспламенение

Бензиновые и дизельные двигатели - это различие цитируется чаще всего. Основное различие между ними заключается в использовании другого топлива, то есть бензина или дизельного топлива, хотя оба они являются производными сырой нефти.Вид топлива явно не прихоть конструктора, а определяется способом воспламенения топливовоздушной смеси, который у "дизеля" и "бензина" совершенно разный.

Первый бензиновый двигатель с искровым зажиганием, , был разработан в 1876 году немецким изобретателем Николаусом Отто . Общий принцип работы такого двигателя очень прост и в принципе не изменился до сегодняшнего дня: воспламенение сжатой смеси осуществляется за счет искры, возникающей между электродами свечи зажигания электрическим импульсом.За подачу питания отвечает система зажигания.

Двигатели с воспламенением от сжатия (дизельные) Эксплуатация намного сложнее. Так почему же дизельный двигатель , построенный в 1892 году немецким инженером Рудольфом Рудольфом (кстати, на основе более раннего патента, разработанного нашим соотечественником Яном Надровским , ) стал конкурентоспособной конструкцией для бензинового двигателя? Инженер Отто уже обнаружил, что КПД двигателей увеличивается с увеличением степени сжатия.

Смесь топлива и воздуха, которая может воспламениться от искры, мы можем только сжать до определенной, к сожалению, довольно низкой степени, иначе произойдет самовозгорание. Таким образом тратится много энергии. Идея Надровски и Дизеля заключалась в том, чтобы сжимать сам воздух, а когда поршень почти достигал верхней мертвой точки, впрыскивать порцию топлива под очень высоким давлением. Однако это мог быть не бензин, а топливо с гораздо более высокой температурой самовоспламенения, что позволило бы использовать потенциал высокого давления.Именно поэтому дизельное топливо заливают в дизельный бак. Степень сжатия в дизелях обычно находится в пределах 16-25 (в современных бензиновых двигателях обычно от 9 до 12) и поэтому их называют дизелями.

Дизель

имеет гораздо более высокий КПД, более высокий крутящий момент, меньше топлива и несколько лет назад был практически безотказным (в последнее время, однако, баланс сместился в сторону бензиновых двигателей, т.к. растущие экологические требования сделали дизели более сложными и склонными к серьезным неудачи).Так почему же, несмотря на столько преимуществ, дизельный двигатель не дал искры по сравнению с прошлым? Да потому, что у бензинового двигателя было и есть много преимуществ: легкий пуск вне зависимости от времени года, легкость получения высоких оборотов, большая мощность, линейность крутящего момента, достаточно простая структура системы питания, упомянутая меньшая частота отказов, более высокая работа культура (как известно, дизеля тарахтят характерно и громко).

Инженеры долго пытались найти один из Святых Граалей автомобильной промышленности, то есть сконструировать двигатель, сочетающий в себе положительные черты двух самых популярных двигателей.Хотя результаты до сих пор оказались плохими, дальнейшие попытки все еще предпринимаются, и последней конструкцией этого типа является двигатель Mazda Skyactiv-X . В нем используется инновационная технология SCCI - искровое воспламенение от сжатия. Это работает? Мнения неоднозначны. Skyactiv-X работает очень культурно, мало жжет, но, к сожалению, не дотягивает до обещанной инженерами Mazda динамики.

Рядный, раздвоенный, коробчатый, вращающийся

Одним из важнейших критериев классификации поршневых двигателей является количество и расположение цилиндров.

Достаточно заглянуть в каталоги производителей - в характеристиках автомобилей есть такие термины, как двигатели R4, R6, V6, V8, некоторые хвастаются боксерами, а среди подержанных машин встречаются и таинственные ванкели. Почему конструкторы двигателей не придерживаются одного проверенного решения, а годами так разнообразно располагают цилиндры, дополнительно жонглируя их количеством?

Проблемой всегда была балансировка поршневого двигателя - возвратно-поступательное движение поршней и такое же движение шатуна в противоположной плоскости порождают значительные, отчетливо ощутимые вибрации.Так или иначе, имманентной чертой каждого четырехтактного двигателя является склонность к неравномерной работе, вызванная различной скоростью хода в зависимости от фазы работы. Отдельным вопросом является соответствующая подгонка мотобайка под модель автомобиля и его предполагаемое использование. Разные требования предъявляются к маленькому двигателю городского автомобиля и разные к мощному спортивному агрегату.

Наиболее часто используемым решением является так называемый Рядная компоновка , в которой поршни выстроены в один ряд и перемещаются вертикально.Трехцилиндровый рядный двигатель тогда маркируется символом R3, четырехцилиндровый R4, шестицилиндровый R6. Последние практически полностью сбалансированы и с точки зрения культуры работы являются одним из лучших решений. К сожалению, применяются они редко, в основном из-за того, что такие двигатели долго и сложно монтируются в современные автомобили. Одним из немногих производителей, которые до сих пор предлагают такие агрегаты, является, например, BMW. Редко можно встретить пятицилиндровые двигатели R5, хотя они тоже очень хорошие моторы — звучат расово, впечатляют производительностью и не очень аварийны.Балансировать их чуть сложнее, чем R4 и R6, сложнее разместить их поперечно в моторном отсеке, а слишком большая вместимость (обычно около 2,5 литров) выливается в повышенный расход топлива, а значит, они занесены в черный список экологов.

На рынке преобладают рядные четырехцилиндровые двигатели, хотя в последнее время их все чаще заменяют трехцилиндровыми, особенно среди городских и малолитражных автомобилей.

Культура работы у R3 относительно невысокая, но они легче соответствуют строгим экологическим нормам, а оснащенные турбокомпрессорами обеспечивают достаточную динамику.А то, что большинство из них скорее всего не долговечны? Ну, в такие времена... Сокращение идет почти полным ходом.

К счастью, до сих пор выпускаются автомобили внутреннего сгорания, которые должны поражать производительностью и динамикой, а в таких случаях без большого количества емких цилиндров обойтись сложно. Однако сложно представить мотор с восемью или двенадцатью «гарами» подряд. Именно поэтому был изобретен V-образный двигатель (V) , в котором цилиндры расположены в два ряда под углом 90 или 60 градусов, но приводящие в движение один, общий коленчатый вал.

«Vs» значительно короче «рядов», обычно лучше сбалансированы, также отличаются красивым звучанием. Конечно, ничего не бывает бесплатно — такая конструкция требует как минимум двух головок, сложной системы газораспределения или отдельных выпускных коллекторов для каждого ряда цилиндров.

Существует также гибрид двух двигателей V-Row (VR) . По сути, это V-образный двигатель, но с небольшим углом вилки (от 10,6 до 22 градусов), поэтому ему нужна только одна головка, и его можно разместить поперечно в переднеприводном автомобиле.Это очень редкий двигатель - когда-то его использовали, например, Концерн Volkswagen в моделях Passat, Golf и Corrado.

Интересную конструкцию представляют двухтактные двигатели , т.н. боксеры, чаще всего встречающиеся в автомобилях Subaru и Porsche, а ранее также в некоторых автомобилях Alfa, Lancia, Citroën и VW Beetles. В этой системе поршни, работающие попарно, двигаются точно в противоположных направлениях (напоминает бокс, отсюда и название), а плоскости, в которых они двигаются, развернуты на 180 градусов на одном уровне с центрально расположенным коленчатым валом.

Силы инерции поршневой пары «бокса» самоуравновешиваются, благодаря чему кривошипно-поршневая система работает очень равномерно, мало передает вибрации, а сопротивление в каждом диапазоне оборотов мало, что положительно сказывается на динамике . Боксеры жесткие, легкие (алюминиевый фюзеляж, отсутствие дополнительных балансировочных элементов) и занимают мало места, что позволяет устанавливать их как можно ниже в моторном отсеке. Это положительно сказывается на развесовке (по 50% на переднюю и заднюю часть) и устойчивости автомобиля.

Двухтактный двигатель также имеет оригинальный звук. Однако розы без шипов не бывает. Поскольку боксеры плотно заполняют пространство между лонжеронами, почти каждая операция обслуживания очень сложна. Дополнительно дублируются головка, распредвал, прокладки и сальники, а цепи и ремни ГРМ длинные, что требует использования дополнительных роликов.

Есть еще один тип двигателя, совершенно отличный от остальных - двигатель Ванкеля .Он был изобретен немецким конструктором Феликсом Ванкелем еще в 1929 году, но первый прототип был создан лишь спустя 28 лет.

Принцип Ванкеля гениален в своей простоте. В этом двигателе одиночный поршень (ротор) в форме треугольника Рело (со скругленными сторонами) не совершает возвратно-поступательного или боксёрского движения, а вращается в едином эллиптическом цилиндре под действием давления газов, образующихся при сгорании топливовоздушной смеси.

Наружная поверхность ротора имеет углубление, образующее со стенками цилиндра камеру сгорания. Ротор имеет зубчатое зацепление с внутренней стороны, взаимодействующее с зубчатым колесом, постоянно закрепленным в корпусе. За один оборот вала двигатель совершает целых четыре рабочих цикла - всасывание, сжатие, рабочий и выпускной. Все эти процессы происходят в камерах, образующихся при вращении ротора. За каждый оборот ротора эксцентриковый вал поворачивается три раза. Благодаря такой конструкции двигатель достигает очень высоких частот вращения (9-10 тыс. об/мин).об/мин), и в то же время характеризуется высоким механическим КПД.

У нас есть и другие преимущества - двигатели Ванкеля состоят из минимального количества компонентов, очень легкие, работают тихо, потому что не имеют шумных клапанов, и в то же время производят абсолютно безошибочный спортивный звук. Они идеально сбалансированы и позволяют достичь беспрецедентного в других конструкциях уровня культуры труда. К сожалению, у них есть и серьезные недостатки: они требуют разветвленной системы охлаждения, присущей им конструктивной особенностью является «забор» масла, проблема заключается в эффективном уплотнении между поршнем и цилиндром, они быстро изнашиваются и через каждые ок.100 тысяч км требуют капитального ремонта. Они также очень прожорливы к топливу.

Wankle использовался Mazda дольше всех и с наибольшей решимостью (включая модели Cosmo, RX-7, RX-8). В прошлом их также можно было встретить в автомобилях NSU (Spider, Ro 80), а также в знаменитом прототипе Mercedes C-111.

Воздух и вода — два элемента охлаждения

Последняя разделительная черта, о которой я хотел упомянуть, это то, как они охлаждаются.

КПД автомобильных двигателей не очень впечатляет - максимум он достигает ок.45%, и обычно остается намного ниже. Что происходит с остальной энергией, или проще говоря, с произведенным теплом? Частично он улетучивается с выхлопными газами, но примерно треть выбрасывается через систему охлаждения. Чаще всего используются две системы - непрямая , т.е. с использованием жидкости , или прямая , в которой ключевую роль играет воздух . Задача обеих систем — не только охлаждение, но и поддержание максимально оптимальной рабочей температуры двигателя.

В прямой системе воздух обдувает горячий двигатель, а именно цилиндры и головку, понижая его температуру. Так раньше охлаждались двигатели Porsche 911, VW Beetle и Fiat 126p. Этот тип системы довольно прост (без жидких компонентов, таких как радиатор или водяной насос) и достаточно надежен.

Необходимо иметь достаточно плотное оребрение оголовка, обычно также используют воздухозаборники в корпусе для направления потока воздуха к наиболее нагретым элементам, часто устанавливают дополнительные нагнетатели.Прямая система заставляет двигатель быстро нагреваться, а значит - медленнее изнашиваются некоторые его узлы; он также практически не требует технического обслуживания. Однако охлаждение не такое эффективное, как водяное, температуры циркуляции выше, что способствует детонации, и колебания температуры больше. Чтобы этого не произошло, степень сжатия поддерживается низкой, в результате чего эффективность двигателей становится ограниченной. Кроме того, «воздушные» двигатели шумные.

На сегодняшний день наиболее распространенным решением является непрямая система, названная так потому, что жидкость является посредником между теплоотводящим двигателем и охлаждающим его воздухом в радиаторе (естественно или дополнительно нагнетаемым вентилятором).

В системе непрямого охлаждения используются два контура: малый и большой, с большим количеством компонентов. Перечислим только самое главное: радиатор, термостат, вентилятор, датчики температуры, водяной насос, расширительный бачок, отопитель. Дополнительно в блоке двигателя возле наиболее нагреваемых деталей имеются полые каналы, по которым циркулирует охлаждающая жидкость. Двигатели с жидкостным охлаждением более эффективны, чем двигатели с воздушным охлаждением, и они тише. Однако найти неисправности в них проще, из-за сложности системы и утечек охлаждающей жидкости.

Кшиштоф Михал Юзвяк

.

Двухтактный дизель

Они имели простую конструкцию и лучшие параметры, чем четырехтактные модели.Никто тогда, да и много позже - после войны, не обратил внимания на их недостатки: значительную токсичность выхлопных газов, повышенный расход топлива. Уже несколько лет как возвращается тема двухтактного двигателя, и о таком дизеле тоже говорят. Я думаю, что за этим типом двигателя (как бензинового, так и дизельного) есть будущее, но это будет не простой двухтактник, который работал в Сирене или Трабанте, а технически сложный привод, с высоким КПД, оснащенный катализатором. устранение вредных веществ в выхлопных газах.- Вспомним, как работает двухтактный двигатель и чем он отличается от четырехтактного. Воздух или смесь вводят в цилиндр частично сжатым, когда поршень находится в нижней мертвой точке. При движении поршня вверх происходит дополнительное сжатие. Предварительное сжатие чаще всего выполняется в картере или - в более новых конструкциях - с помощью компрессора или турбины. Для дальнейшего увеличения мощности используется охлаждение впускного воздуха (интеркулер).Клапаны также используются в исследуемых двухтактных двигателях. Это может показаться странным, ведь мы помним, что у традиционных двухтактников клапанов не было, а наполнение и опорожнение цилиндров управлялись поршнем, выставляющим напоказ соответствующие каналы. Однако так называемое выпускное отверстие в стенке цилиндра, через которое вырывались горячие выхлопные газы, локально сильно нагревалось и прогорало. Поэтому в последних двухтактных конструкциях используются выпускные клапаны (по два на цилиндр).Современные двухтактные двигатели также имеют два каталитических нейтрализатора. Почему два? Потому что обычный трехкомпонентный каталитический нейтрализатор, обычно используемый в автомобилях с четырехтактным двигателем, в двухтактных двигателях не будет в полной мере выполнять свою роль. Необходимо нейтрализовать отдельно оксиды азота и отдельно углеводороды, и только тогда можно добиться значительного снижения содержания вредных веществ в выхлопных газах. В двухтактных дизелях также используется рециркуляция выхлопных газов. Об этом способе я упоминал недавно: он заключается в том, что часть выхлопных газов вместе со свежим воздухом направляется в цилиндр.Это позволяет снизить содержание оксидов азота в выхлопных газах. Кроме того, снижение токсичных соединений достигается благодаря автоматическому отключению двигателя при более длительном простое (несколько секунд). Двигатель включается, когда водитель включает первую передачу.- В этих современных двухтактных дизельных двигателях используется непосредственный впрыск или решения Common Rail?- Современных дизельных двухтактных двигателей не так много, в основном над ними работают японцы. Но на тех экземплярах, которые уже находятся в эксплуатации, проводятся испытания как с непосредственным впрыском, так и с Common Rail.Благодаря этому достигается очень хорошее распыление впрыскиваемого топлива, а также высокое и стабильное давление впрыска в широком диапазоне оборотов двигателя. Обобщая все дело, можно сказать, что эти современные решения, применяемые в обычных дизельных двигателях, хорошо работают и в двухтактных двигателях. Это относится, в частности, к последовательному впрыску, который снижает шум двигателя. Поэтому можно ожидать, что в ближайшие несколько лет появятся серийные автомобили с современным двухтактным дизельным двигателем Беседовал Роман Дембецки

.

Смотрите также


Оцените статьюПлохая статьяСредненькая статьяНормальная статьяНеплохая статьяОтличная статья (проголосовало 13 средний балл: 5,00 из 5)