Чем отличается двухтактный двигатель от четырехтактного? Автомобильный двухтактный двигатель


Двухтактный... "форд" — журнал За рулем

ДВУХТАКТНЫЙ... «ФОРД»

ТЕХНИКА

АГРЕГАТЫ

ДВУХТАКТНЫЙ... «ФОРД»

Да не один. Целых сто таких автомобилей уже наездили в общей сложности более 5 млн. км, лишний раз подтвердив истину, что история развивается по спирали.

Алексей ВОРОБЬЕВ-ОБУХОВ

Итак, австралийская фирма «Орбитал» без излишнего шума оборудовала в 1996 году своими новыми двухтактными двигателями сотню «Форд-Фестива», назвав их «Орбитал ЭкоСпорт 1.2», и теперь вместе с «Фордом» подводит итоги широкомасштабного эксперимента. Посмотрим и мы, что из этого вышло.

До сих пор двухтактные двигатели ассоциируются у нас с трескучими мопедами, бензопилами да «трабантами» из бывшей ГДР. При всей простоте конструкции и высоком КПД двухтактного рабочего цикла поставить такой мотор на мало-мальски приличный автомобиль сегодня вряд ли кто решится. Высокий расход топлива, голубой выхлоп, рывки при работе, беспорядочные вспышки в цилиндрах в режиме принудительного холостого хода (торможение двигателем) — все это хорошо знакомо мотоциклистам. Но современные технологии, как оказалось, способны на многое.

Двигатель «Орбитал» снабжен ультрамодной электронной системой непосредственного впрыска топлива и... воздуха в цилиндры, при этом он обходится, как и положено двухтактнику, без распредвала и клапанов. К тому же в трехцилиндровом моторе мощностью 76 л. с. вспышки следуют через каждые 120° поворота коленчатого вала, что позволяет снять высокий крутящий момент уже при весьма небольших оборотах. В отличие от четырехтактной конструкции, состоящей в среднем из 560 элементов, в новом двигателе их всего 340, что снизило вес до 85 кг против обычных 120. Так что основной интерес к «Орбиталу» должны проявить разработчики автомобилей малого класса. Из других новаций отметим роликовые и игольчатые подшипники в опорах коленвала и в шатунах.

Но как все-таки удалось исключить зазор в разрезных головках шатунов? А их... не разрезали. По специальной технологии цельная проточенная головка раскалывается на две части, которые потом свинчиваются вместе так, что не остается даже намека на зазор! Масло для смазки подается специальным электронно-управляемым насосом, причем излишки вновь поступают в систему. Поэтому пятилитрового бачка хватает на 10–12 тысяч километров пробега. Это гарантирует отсутствие голубого выхлопа.

Теперь о впрыске. В моторе применены хитрые сдвоенные форсунки. Сначала воздух сжимается отдельным компрессором и поступает в общий воздухопровод, подобный топливопроводу системы «коммон рейл». Оттуда через форсунки часть необходимого его количества «впрыскивается» в камеру сгорания. Одновременно через вторую форсунку инжектируется бензин. Результат — отлично распыленная рабочая смесь оптимального состава, выполнение норм Евро III и снижение расхода топлива на 40%!

Корреспондентам из немецкого журнала «Аутомагазин» удалось протестировать один из «ЭкоСпортов», пробежавший уже 50 000 км. Вот результаты. Единственное, что выдает присутствие под капотом двухтактника — это меньшая эффективность торможения двигателем. В остальном — прекрасная эластичность (на пятой передаче разгон от 60 до 100 км/ч или от 80 до 120 км/ч занимает 17,5–18 с), неплохая динамика (от 0 до 100 км/ч за 12,6 с), небольшой расход топлива (в среднем 6,5 л/100 км в городском цикле для машины массой 910 кг с работающим кондиционером) и масла (4,6 л/10 000 км)...

Вы можете усомниться — 100 экземпляров для массового производства буквально капля. Оправданны ли оптимистические ожидания? И тут уместно заметить, что фирма «Орбитал» далеко не новичок в двигателестроении: австралийские двухтактники давно и успешно работают на катерах и яхтах, заслужив высокую репутацию. Да и «приживить» на автомобиль их пытаются не впервые: один из первых прототипов «Доджа-Неон» приводился в движение таким мотором, притом расположенным... под задним сиденьем. Финансовые затруднения «Крайслера» заставили тогда приостановить этот проект, и серийный «Неон» стал вполне тривиальной по конструкции машиной. Теперь вот «двухтактное знамя» подхватил «Форд»; не дремлют и японские фирмы.

Еще раз подчеркнем: основная заслуга австралийцев не в том, что они поддерживают на плаву некогда популярный тип двигателя, а, скорее, в разработке и внедрении изящного способа подготовки хорошо перемешанной топливной смеси (благодаря воздушному впрыску). Это позволило решить извечную проблему чистоты выхлопа и, таким образом, претендовать на место под капотом современного автомобиля.

Что же дальше? В 2000 году таким мотором планируется серийно оснащать индонезийскую модель «Пипл Моуэр» — своего рода дальневосточный «Фольксваген». А там — видно будет. Во всяком случае, двухтактный цикл в автомобиле еще не умер и собирается доказать это всем.

Двигатель «Орбитал» в разрезе.

Их роднит двухтактный цикл. ДКВ 50-х годов и современный «Форд-Фестива».

Перейти в медиа раздел с популярными галереями автомобилей

Посмотрите все фото и видео, которые нравятся нашим пользователям.

www.zr.ru

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

RM125

Создание двухтактного двигателя

Много предположений о том, кто первым создал двигатель внутреннего сгорания. Доподлинно известно, что первый двухтактный двигатель, работающий на газу, изобретен и сконструирован бельгийцем Жаном Жозефом Этьеном Ленуаром, произошло это событие в 1858 году.

Двигатель Ленуара (выставлен в музее)

Ленуара

На тот момент уже создана паровая машина, и изобретение бельгийца превосходило её по характеристикам. Мотор намного легче, проще, потреблял меньше топлива. Несмотря на преимущества, силовая установка имела много недоработок и уступала в надёжности. После того как Николас Отто, презентовал четырёхтактный двигатель, который на тот момент продуман детальней, о моторе работающем по принципу двух тактов, забыли, и длительный период времени нигде не использовали.

Во время Великой Отечественной войны силовая установка устанавливалась на самолёты. В нашем регионе моторы известны благодаря использованию на мотто технике. Трёхцилиндровые агрегаты, выполняющие два такта, используются на мотоциклах компаний Suzuki и Kawasaki. Сегодня двигатели эксплуатируются в авиации, здесь лидер австрийская фирма Rotax, выпускающая моторы для использования на небольших самолетах.

Двухтактный двухцилиндровый двигатель Rotax 582 UL

582 UL

 

После ужесточения требований к экологическим нормам и выбросам двухтактный двигатель перестал применяться для установки на классический автомобильный транспорт. Однако, на лёгкой технике, как: скутера, снегоходы, катера заменить маленький и лёгкий агрегат не просто. Здесь конкурентов у двухтактной установки попросту нет.

Особенности двухтактного двигателя

Силовой агрегат, использующий два такта, хорош, поскольку прост и надёжен. Отличие двухтактного и четырехтактного двигателя заключается в выполнении рабочего цикла. Этот цикл заключается в двух тактах: сжатие и расширение, тогда как в четырёхтактном моторе присутствует такт впуска нового топлива и такт выпуска отработанного топлива. Интересен тот факт, что два эти такты присутствуют и у двухтактной силовой установки, иначе агрегат не смог бы работать, однако они объединены с процессами сжатия и расширения.

Выполняемый цикл наглядно демонстрирует, чем отличается двухтактный двигатель от четырехтактного мотора. Процесс двухтактного мотора проходит за оборот вала. Такая особенность добивается увеличения мощности установки в сравнении с оппонентом, в полтора раза. Несмотря на увеличение мощности, показатель отдачи занижен, а это отрицательный момент.

Кроме того, особенность приводит к выделению объёма тепла в процессе работы, что сильно перегревает мотор. Двухтактные силовые агрегаты нуждаются в интенсивном охлаждении. Положительный момент, работая, поршень совершает в два раза меньше движений, чем поршень четырехтактного механизма, это сокращает износ деталей и элементов.

Особенность агрегата, не присутствует механизм смазки. Масло подаётся непосредственно с горючим. С этой целью в бензобак добавляют смесь бензина и масла, соотношение один к пятидесяти, либо смешивают смазку с горючим в трубопроводе при впуске. Масло сгорает с бензином и выводится с продуктами отработки.

Отличительный момент и само горение. У четырёхтактного агрегата на это отводится один такт. В двухтактных установках сгорание происходит за доли секунды, поэтому для достижения эффекта механизм нуждается в настройках.

Двухтактные моторы нашли себя еще в одной отрасли, судостроение. Так же цилиндровые силовые установки применяют на скутерах, выпускаемых в больших количествах.

Принцип работы двухтактного двигателя

Что бы понять, почему четырёхтактные моторы вытеснили младших братьев на автомобильной технике, разберемся, как работает двухтактный двигатель.

Последовательность действий рабочего цикла силовой установки:

  • Такт сжатия.

    Процесс сопровождается перемещением поршня снизу вверх. Движение провоцирует поступление горючего через отверстия продувки в агрегат, впоследствии, юбка поршня перегораживает эти отверстия. Дальнейшее движение сопровождается закрытием каналов выпуска, в которые выталкивались отходы горения. Между поршнем и верхней частью цилиндра, образуется пространство сгорания, в котором создаётся избыточное давление. Одновременно, в пространстве под поршнем, возникает разряжение, и пространство используется для перетекания обновлённой дозы горючего. Достигнув верхней точки, заряд загорается.

Схема двухтактного двигателя

Схема двухтактного двс

  • Такт расширения.

    Воспламенившись, порция создаёт избыточное давление, которое жмёт на дно поршня и заставляет перемещаться. Процесс сопровождается поочерёдным открытием окон, сначала на выпуск, потом на продувку. Спуск создаёт избыточное давление под поршневой камеры, под его воздействием горючее снова поступает в цилиндр, выдавливая оставшуюся отработку и наполняя пространство для повторения предыдущего такта.

Принцип работы двухтактного двигателя позволяет обходиться без системы газораспределения, делая легче и надёжней конструкцию агрегата. Обратная сторона, качество процесса газообмена. Двухтактный режим невозможен без продувки, процесс которой сопровождается выходом не сгоревшего топлива вместе с отработанными газами наружу. Это ведет к перерасходу горючего и повышенной токсичности выхлопа агрегата.

Стоит заметить, что выше описанная схема характерна для карбюраторных моторов. В случае с дизелем или инжектором, в цилиндр через отверстия продувки подаётся чистый воздух. Горючая смесь поступает посредством впрыска, эту работу выполняют форсунки.

Способы продувки цилиндров

Очевидно, что процесс продувки, механизм, квалифицирующийся, как сложный. Правильно выполненная продувка напрямую влияет на показатели мощности и коэффициента полезного действия. Для улучшения характеристик, конструкторы постоянно стараются усовершенствовать и довести процесс до идеала.

Как можно продуть цилиндр:

  • «Контурная» продувка.Вид продувки прост и поэтому распространён. Недостаток то, что применение связано с перерасходом топлива. Разновидности контурной продувки: возвратно-петлевая, дефлекторная, высотная.

Разновидности контурной продувки

  • «П-образная» продувка.Принцип «П-образной» заключается в применении только на моторах с двумя цилиндрами. При проведении, один цилиндр участвует в процессе впуска газов, второй выпускает отработку. Эффект продувки ощущается в топливной экономичности, процесс сопровождается неравномерным нагревом пары, отвечающей за выпуск.

Принцип П-образной

  • «Клапанно-щелевая» продувка.Отличается тем, что требует наличия газораспределительного механизма для управления клапанами. Клапан используется, как для предоставления горючего, так и для вывода отработанных паров. Продувка предусматривает отвод отработки посредством клапана в головке цилиндров и поступление горючего через отверстия. Преимущество, что продувка повышает топливную экономичность и минимизирует показатель токсичности выпускаемых паров. Недостаток, сложность конструкции и нарушения режимов, связанных с повышением температуры работы агрегата.

Клапанно-щелевая

  • «Прямоточная» продувка.Используется в силовых установках с количеством поршней равным двум. При этом расположение цилиндра находится в горизонтальном положении. Поршни двигаются, друг навстречу другу. В движении каждый поршень освобождает и перекрывает клапан: один поршень впускает порцию горючего, второй удаляет порцию отработки из цилиндра. Камера сгорания образуется в момент сближения поршней друг с другом. Эффект этого варианта продувки максимален: удаляет сгоревшие газы и экономит горючее. Минус, требуется сложный механизм кривошипов и шатунов, показатели температуры двигателя требуют применения охладителей и устойчивых материалов для изготовления деталей.

Двухтактный двигатель 5 ТДФ с прямоточной продувкой

5 ТДФ

ТДФ 2

Отличие двухтактного двигателя от четырёхтактного

Авто владельцы задаются вопросом: что лучше двухтактный или четырехтактный двигатель. Однозначного ответа нет, у каждого механизма положительные и отрицательные стороны, зависящие от предъявляемых к мотору требований.

Казалось бы, мощность мотора выполняющего два такта, в сравнении с равнозначным мотором, выполняющим четыре такта, больше, а значит он лучше. Однако, реальность сложней. На практике, возникают дополнительные утраты: частичное попадание и смешивание газовой отработки со свежим горючим, выброс части топлива при продувке. Результат, при выполнении одинакового цикла, агрегат, выполняющий два такта, по показателю экономичности уступает агрегату с четырьмя тактами.

Различен способ смазки силовых установок на четыре и два такта. Установка на два такта смазывается посредством смешивания масла для мотора и бензина. В четырёхтактном агрегате предусмотрен механизм смазки с использованием насоса, который расходует масла столько, сколько требует эксплуатация установки.

Двухтактные моторы не имеют клапанов, роль детали играет поршень, он открывает и закрывает отверстия впуска и выпуска. Отсутствие механизмов газораспределения упрощает силовой агрегат, делая обслуживание простым. Мощность установки, выполняющей два такта, считается выше, так как её цикличность выше. Однако, не полностью используя поршневой ход, потери мощности при продувке и остатках отработанных газов снижают показатель мощности.

Что бы было легче определить, какой двигатель лучше, двухтактный или четырёхтактный, представим краткое описание обоих силовых установок в виде таблицы:

Четырёхтактная силовая установка Двухтактная силовая установка
Рабочий процесс – оборотов коленчатого вала два. Рабочий процесс — оборотов коленчатого вала один.
Воспламенение рабочей жидкости происходит каждый раз при совершении второго оборота, как следствие, неравномерное распределение импульса и использование противовеса для устранения биений. Воспламенение рабочей жидкости происходит каждый раз при совершении оборота, как следствие, равномерное распределение импульса, работа мотора сбалансирована лучше.
Агрегат тяжёлый. Агрегат лёгкий.
Сложная конструкция силовой установки, присутствует газораспределительный механизм. Простота конструкции, отсутствие клапанов.
Агрегат дорогой. Стоимость ниже четырёхтактного.
Сложные устройства и механизмы приводят к заниженному показателю механического коэффициента полезного действия. Механический коэффициент полезного действия выше, чем у агрегата с четырьмя тактами.
Полное удаление паров отработки, следствие, повышенный показатель производительности. Остатки отработки смешиваются с новым горючим, из-за чего производительность мотора ниже.
Рабочая температура ниже. Рабочая температура мотора выше из-за нарушения смесеобразования.
Охлаждение жидкостное. Охлаждение воздушное.
Расход топлива ниже. Показатель расхода топлива увеличен, обусловлено смесеобразованием и продувкой.
Габариты силовой установки увеличены. Габариты силовой установки ниже.
Требует применения сложных механизмов смазки. Механизм смазки прост.
Работа агрегата менее шумная. Агрегат работает с большим шумом.
Клапанный механизм газораспределения. Функцию механизма газораспределения выполняет поршень и каналы.
Показатель использования тепла эффективен. Показатель использования тепла не эффективен.
Расход масла занижен. Показатель расхода масла завышен, поскольку часть смазки выбрасывается с отработанными газами.

Применять двигатель, выполняющий два такта при работе, целесообразно в моменты, когда речь не идёт об экономии топлива и смазки, а на первом месте стоят габариты и вес установки.

В то же время, в конструкции двухтактного двигателя кроется потенциал, который никак не удается реализовать на практике. Расчетный показатель мощности и экономичности в этом агрегате высок, сложность реализовать возникает из-за тонкости настроек. Возможно, в скором будущем благодаря применению электронных датчиков и механизмов контроля и настроек, двухтактным агрегатам удастся занять лидирующие позиции на автомобильном рынке.

motoran.ru

"Ауди" с двухтактным двигателем. - viktor1015

unterwegs nach BaiersbronntDKW F102 Произведено 53053 машин в 1963- 1966 г. Двигатель 1,2 литра, 3- цилиндровый, двухтактный, питание топливной смесью: 250 мл высококачественного масла на 10 литров бензина.

Немцы не дёшево заплатили за разжигание Второй Мировой Войны. Победители забирали у них всё, что им было нужно: стройматериалы, заводы, паровозы, самолёты и автомобили. Инженеры и конструкторы ведущих промышленных предрриятий были арестованы и вывезены в страны союзников. После войны, автопром как в Западной Германии, так и в ГДР начал выпускать малолитражные автомобили,  спроектированные ещё до войны. Это были втомобили с мотором сзади и задними ведущими колёсами или с мотором спереди и передними ведущими колёсами. Обе схемы двигателя с трансмиссией считали прогрессивными, занимающими мало места в, зачастую, маленьком корпусе. Ещё производили и разные мотоколяски на трёх колёсах с двухтактными двигателями. В СССР их продавали со скидкой только инвалидам войны, а в западных странах их мог купить любой желающий, со временем они превратились в настоящие микроавтомобили с двухтактными двигателями.DKW_Diagram_Engine_-_NewkНакануне ВМВ, гитлеровцы проектировали "народные автомобили", на которых, как они полагали, должны были ездить сытые немцы после порабощения соседних стран. Кроме "фольксвагена- "жука", выпускались и прототипы "народных авто"  с двухтактным мотором спереди и передними ведущими колёсами.После ВМВ,   DKW F8, или DKW Front производили в обоих немецких государствах. В Западной Германии в концерне Auto Union , а в ГДР в городе Eisenach.Двухтактный трёхцилиндровый двигатель .в западногерманских прототипах машин "Ауди"  устанавливался до 1966 г., а в гдр-овских "Вартбургах" почти до конца 80, до кончины социалистического государства. Последним автомобилем- прототипом семейства автомобилей "Ауди" с двухтактным, трёхцилиндровым двигателем был DKW F102 (на фото). Интересно, что топливную смесь для заправки авто с двухтактным двигателем в бензоколонках Зап. Европы продавали до конца 80- х. Масштабы послевоенного производства автомобильных двухтактных двигателей были огромные. Такие двигатели, сделанные западными и восточными немцами имели пробег до капитальног ремонта 100- 200 тысяч км при использовании качественного масла в топливной смеси. Сегодня 2- тактные двигатели исчезают не только из транспортных средств, но даже из бензомоторного инструмента. 50- кубовый четырёхтактный моторчик уже стал массовым в скутерах и микроавтомобилях. На картинке- литровый 3- цилиндровый 2- тактный двигатель DKW 1000 мощностью 70 л.с. Довоенные двигатели не имели стартера, а только обратимый генератор, при запуске двигателя он работал как электромотор стартера. Рекорд потребления топлива на 100 км езды по городу- 9 литров топливной смеси. Бачки лушителей выхлопа делались разборными, потому, что на сотню километров двигатель выбрасывл наружу до 200 милилитров масла и глушители со временем забивались. Такая вот экология двухтактных двигателей, которых после войны были миллионы. ☺.

viktor1015.livejournal.com

не лучше ли четырехтактный? :: SYL.ru

Двухтактный двигатель является наиболее эффективным тогда, когда необходима не слишком большая максимальная мощность.Такой одноцилиндровый двигатель небольшого размера имеет довольно простую конструкцию. В судостроении также применяется такой тип двигателя, он имеет уже более внушительные размеры и содержит крейцкопфный КШМ. Как известно, двухтактные двигатели имеют низкую частоту вращения, за счет чего появляется возможность использовать их непосредственно для привода судовых винтов. К тому же этим двигателям легче изменить направление вращения. В автомобилях же такие двигатели применяются довольно редко, так как у них расход топлива довольно высокий при повышенной токсичности отработавших газов.

Принцип работы двухтактного двигателя

В сравнении с четырехтактным он является конструктивно более простым решением, как уже говорилось, поэтому он дешевле. Такие моторы работают по обычному циклу Отто, однако, один такой цикл протекает всего за один оборот вала. Циклы у двухтактного мотора следующие. Впуск (всасывание топливно-воздушной смеси в картер, поршень двигается вверх, тем самым создается вакуум), сжатие (поршень двигается вниз, топливо в картере сжимается), выпуск (поршень находится в н.м.т. (нижней мертвой точке), топливная смесь поступает в цилиндры, вытесняя продукты горения), сжатие (поршень двигается вверх, топливная смесь сжимается, она поступает в картер) и рабочий ход (поршень в в.м.т. - верхней мертвой точке), свеча зажигания производит искру, топливная смесь воспламеняется, поршень двигается вниз. Двухтактный двигатель имеет и ряд недостатков. Например, во время выпуска вместе с продуктами горения вытесняется и часть полезного топлива, что неэффективно с точки зрения прироста в мощности, т.к. он составляет всего 50-60%, а не 100% (т.к. при уменьшении такта в два раза мощность двигателя должна возрасти в два раза). Также отработавшие газы являются более токсичными (из-за содержания в их составе малого количества NOx и CO при низкой температуре отработавших газов).

Применение

На сегодняшний день двухтактный двигатель пользуется меньшей популярностью, нежели его четырехтактный собрат. Например, в мототехнике теперь четырехтактные почти полностью заменили двухтактные двигатели. Производители стремятся не просто заставить двигатель работать более эффективно, а также сделать его наименее вредным для окружающей среды. Хотя двухтактный двигатель все же находит себе применение в пилах, маломощных мотоциклах, снегоходах, скутерах, гидроциклах и малых самолетах. Однако существуют и некоторые уникальные в своем роде моторы. Например, экспериментальный двухтактный двигатель «Орион», который был разработан в США. В его конструкции поршневой генератор горячих газов и турбина, которая служит источником механической энергии. Поршневой двухтактный двигатель соединен с большим центробежным нагнетателем, который в цилиндры подает воздух. Газовая турбина «питается» отработавшими газами, которые смешаны с охлаждающим воздухом.

www.syl.ru

Чем отличается двухтактный двигатель от четырехтактного?

Как работает двухскатный двигательЦикл работы ДВС (двигателя внутреннего сгорания) состоит из нескольких процессов, продуктом производства которых является выделение мощности (энергии), а мощность, в свою очередь, воздействует на коленчатый вал (коленвал) двигателя.

Цикл работы ДВС включает в себя:

  • наполнение цилиндра топливом;
  • сжатие топливной смеси;
  • воспламенение топлива;
  • расширение газов с последующей очисткой цилиндра от них.

Движение поршня, совершаемое в одном направлении (вниз или вверх), называется тактом двигателя. За время одного оборота коленвала происходит два такта. Рабочим ходом поршня называется такт, при котором происходит полезная работа в результате расширения сгоревших газов.

Те двигатели, у которых рабочий цикл состоит из двух тактов (за один оборот коленвала), называют двухтактными. Те же двигатели, у которых рабочий цикл состоит из четырех тактов (за два оборота коленчатого вала), называют четырехтактными. Четырех- и двухтактные двигатели могут быть как дизельными, так и бензиновыми (карбюраторными). Так каковы же основные конструктивные и эксплуатационные особенности четырехтактных и бензиновых двухтактных двигателей внутреннего сгорания? Ознакомление с принципом работы каждого из них поможет лучше это понять.

Принцип работы четырехтактного двигателя

Принцип действия двигателяРабота в четырехтактном двигателе совершается за 4 такта: впрыскивание топлива, сжатие топливной жидкости, воспламенение жидкости и расширение рабочего хода, выпуск продуктов горения.

Из ВМТ (верхняя мертвая точка) опускается поршень в НМТ (нижняя мертвая точка) при впрыскивании топливной жидкости. В этом такте также происходит открытие впускного клапана при помощи кулочка распредвала (распределительного вала). Именно через этот клапан в цилиндр двигателя попадает топливная смесь.

Когда поршень совершает обратный ход (из НМТ в ВМТ), топливная смесь сжимается и ее температура стремительно возрастает.

Между электродов свечи (за долю секунды до конца сжатия) образуется искра. Топливная смесь поджигается и в процессе горения выделяет горючие газы, которые под действием высокого давления толкают вниз поршень. Это и называется рабочим ходом двигателя. Вся полезная работа совершается именно в этом такте.

Когда поршень вернется с нижней мертвой точки произойдет открытие впускного клапана и движущийся поршень сможет вытолкнуть из цилиндра продукты горения (отработанные газы). После того как произойдет выпуск, в ВМТ клапан закроется и цикл повторится снова.

Принцип работы двухтактного двигателя

Рабочий процесс двухтактного двигателя включает в себя два такта: сжатие топлива и расширение (рабочий ход ДВС). Во время расширения и сжатия в двухтактном двигателе происходит выпуск продуктов горения (отработанных газов) и впрыскивание топливной жидкости. Именно в этом главное отличие двухтактного ДВС от четырехтактного.

Поршень совершает движение из НМТ в ВМТ в процессе сжатия. Однако для начала должно закрыться продувочное окно (через него топливная смесь поступает в цилиндр), а затем и выпускное окно (через него происходит выброс отработанных газов). Когда все условия будут выполнены произойдет сжатие смеси из бензина и воздуха (воздушно-бензиновая смесь). Параллельно этому процессу в кривошипной камере происходит разряжение, которое засасывает следующую порцию бензина из карбюратора. Как только поршень подойдет к ВМТ смесь воспламениться от искры, которая образуется от свечи. Затем поршень двигается вниз под действием образовавшихся газов, а заодно производит полезную работу, вращая коленвал.

При рабочем ходе в кривошипной камере повышается давление, которое сжимает топливо, попавшее в нее во время предыдущего такта. Как только верхняя поверхность поршня (его уплотнительное кольцо) достигнет выпускного окна, произойдет его открытие и выпуск в глушитель отработанных газов. Двигаясь дальше, поршень откроет продувочное окно и в цилиндр поступит топливная смесь, которая находилась до этого в кривошипной камере под давлением. В процессе впуска смесь вытеснит все остатки продуктов горения и осуществит так называемую продувку, заполняя собой все надпоршневое пространство. Рабочий цикл повторится вновь, как только поршень достигнет НМТ.

Конструктивные и эксплуатационные отличия

Конструктивные особенности двигателяОсновное отличие этих сложных устройств состоит в том, что у них различаются механизмы газообмена, то есть механизмы выделения отработавших газов и подачи топливо-воздушной смеси. В четырехтактном двигателе существует специальный газораспределительный механизм, который в определенное время закрывает и открывает выпускные и впускные клапана. С его помощью и происходит заполнение и очистка цилиндра.

В двухтактном же двигателе такого механизма нет и все процессы очистки и заполнения совершаются параллельно с тактами расширения и сжатия. Поршень же все это время находится вблизи НМТ. Для этих процессов в стенках цилиндра расположены два отверстия: продувочное и впускное. Продувочное отверстие отвечает за выпуск продуктов сгорания, а впускное — за подачу топлива в цилиндр. Газораспределительный механизм, как мы уже говорили, в таком двигателе отсутствует, а значит и отсутствует и сложная система клапанов. Это делает двухтактный двигатель значительно легче и проще.

Литровая мощность. В четырехтактном двигателе весь рабочий ход совершается когда коленвал сделает два оборота, а в двухтактном каждый оборот коленвала подразумевает собой рабочий ход. Теоретически двухтактный двигатель должен иметь большую (в 2 раза) литровую мощность двигателя внутреннего сгорания, нежели четырехтактный. Литровой мощностью принято называть отношение мощности двигателя к его литражу.

Однако практика показывает, что это не всегда так. Как правило, такое соотношение находится в пределах от 1,5 до 1,8. Такое происходит по ряду причин: поршень не полностью использует свой ход из-за расширения, механизм освобождения отработавших газов в цилиндре уступает механизму четырехтактного двигателя, часть мощности тратится на продувку цилиндра и прочие особенности газообмена двухтактного двигателя.

Отличие двигателейПотребление топлива. Хотя двухтактный двигатель и превосходит четырехтактный по удельной и литровой мощности, он значительно проигрывает ему по экономичности. Поступающая из кривошипно-шатунной камеры в цилиндр топливная жидкость, смешанная с воздухом, вытесняет собою отработавшие газы. Поэтому какая-то часть топлива удаляется с отработавшими газами, попадая в выхлопные каналы, и соответственно двигатель теряет часть полезной работы.

Смазка. Двухтактные двигатели отличаются в принципах смазки двигателя от четырехтактных. Чтобы смазать 2-х тактную модель, необходимо создать специальную смесь из бензина и моторного масла (5:1, как правило). Такая смесь из бензина, воздуха и масла отлично смазывает все элементы двигателя: зеркало цилиндра, подшипники коленвала и шатуна, ведь она циркулирует не только в кривошипной, но и поршневой камере. Когда произойдет возгорание смеси, масло, которое на данный момент имеет вид мелких капель, сгорит так же быстро, как и бензин. Все продукты горения удалятся с отработанными газами.

Как правильно проводить смазку

Смазка двигателейДля того чтобы смешать бензин с маслом можно использовать два способа. Простой — перемешать масло с топливом перед заливкой в бак и сложный — подразумевает раздельную подачу топлива и масла. В последнем случае масло-топливная смесь будет образовываться в находящемся между цилиндром и карбюратором впускном патрубке.

Также во втором случае в дизельном или бензиновом двигателе должен быть предусмотрен масляной бачок, а также трубопровод, который должен быть соединен вместе с плунжерным насосом. Такой насос будет подавать масло в нужном количестве (зависит от количества бензина и воздуха). Положение ручки подачи «газа» напрямую влияет на производительность насоса. Чем меньше топлива подается, тем меньше поступит масла и наоборот.

Производители двигателей утверждают, что такая система смазки является более правильной и совершенной. При ней снижается расход масла, уменьшается количество дыма, снижается образование нагара, поскольку при малых нагрузках соотношение бензина к маслу достигает лишь 200:1. Такую систему активно используют производители двухтактных скутеров или мотоциклов малой кубатуры.

В четырехтактных моделях масло подается отдельно от бензина и не смешивается с ним. Для этого используется классическая система смазки, которая состоит из: фильтра, клапанов, масляного насоса и трубопроводной магистрали. Вместо масляного бочка здесь может находиться картер («мокрая» система смазки) или отдельностоящий бачок («сухая» система смазки).

  • Как используется двухскатный двигательПри наличии «мокрого» картера из поддона насосом всасывается масло, попадает в выходную полость идет по каналам к деталям кривошипно-шатунной камеры, подшипникам коленвала и газораспределительному механизму.
  • При наличии «сухого» картера в бачок заливается масло. Оттуда оно подается с помощью насоса к трущимся поверхностям. Те излишки масла, что стекут в картер, со временем будут откачены дополнительным насосом и вернутся в бачок.

Почти во всех двигателях существуют фильтры очистки масла, которые очищают жидкость от продуктов износа различных деталей. Для охлаждения масла (оно имеет свойство нагреваться в процессе работы) можно установить охлаждающий радиатор.

Так как в двухтактных двигателях в процессе работы масло имеет свойство сгорать (в отличие от четырехтактных), то оно должно обладать особыми свойствами. К примеру, масло для двухтактных моделей не должно оставлять много нагара, в виде сажи и золы, в то время как масло, используемое в четырехтактных двигателях, должно как можно более продолжительное время обеспечивать стабильность характеристик.

Сравнение параметров

  • Какие параметры у двигателяЛитровая мощность. Выше у двухтактных в 1,5-1,8 раза, чем у 4-х тактных двигателей.
  • Удельная мощность. Также выше у двухтактных.
  • Обеспечение очистки цилиндра и подачи топлива. Четырехтактные ДВС могут похвастаться наличием газораспределительного механизма.
  • Экономичность. Расход топлива на 20-30% ниже у 4-х тактных.
  • Система смазки. У четырехтактных двигателей имеется полноценная система двигателя, у двухтактных — масло чаще всего смешивается с бензином.
  • Экологичность. Выхлоп 2-х тактных ДВС более токсичен, чем у 4-х тактных.
  • Шумность работы. Четырехтактные работают значительно тише.
  • Ресурс работы. Благодаря совершенной системе смазки и уменьшенной частоте вращения коленвала, 4-х тактные двигатели считаются более совершенными.
  • Скорость по набору оборотов. Преимущество за двухтактными.
  • Обслуживание. Благодаря наличию газораспределительного механизма, 4-х тактные движки обслуживать намного сложнее.
  • Вес. Из-за несложной конструкции, двухтактные намного легче.
  • Цена. Четырехтактные дороже.

Благодаря небольшому весу, простоте обслуживания и высокой удельной мощности двухтактные модели обладают широкой областью применения. Во многих бензиновых устройствах (косилках, бензопилах) даже не возникает вопроса о том, какую модель ДВС использовать. Однако двухтактные сдают свои позиции из-за высокой таксичности и шумности. Поэтому принято считать, что в каждой модели есть свои плюсы и минусы и выбирать, какой двигатель лучше использовать в том или ином случае, лучше по обстоятельствам.

instrument.guru

Что такое двухтактный двигатель: кто не знает?

Сегодня мы узнаем что такое двухтактный двигатель. Разберемся в принципе его работы, в его конструктивной простоте и почему же его не ставят на автомобили все уважающие себя автопроизводители. Поэтому за дело, друзья!

 

Что такое двухтактный двигатель

Так как же устроен этот поршневой мотор, встречающийся в газонокосилке, скутере, и мотоцикле.

Принцип действия этого агрегата заложен в самом его названии «двигатель внутреннего сгорания». То есть внутри его что-то сгорает.

А сгорает в нём не что иное, как топливная смесь, состоящая из топлива и воздуха.

И в последствии, в результате взрыва и сгорания этой смеси происходит движение поршня с передачей этой энергии в крутящий момент, который в свою очередь передается на колёса наших квадроциклов, скутеров и автомобилей.

Но в чём же секрет превращения воспламеняющегося топлива в желанное движение? Чтобы разобраться в этом, давайте рассмотрим схему работы простейшего одноцилиндрового двухтактного бензинового двигателя.

Работа двухтактного ДВС

Итак, главная роль в этом устройстве принадлежит поршню, который, двигаясь вверх и вниз в цилиндре, преобразует энергию сгоревшего топлива в механическое движение коленвала.

Что такое двухтактный двигатель, какое ключевое отличие от его более сложных четырёхтактных сородичей?

Отличие заключается в том, что такт сжатия такого двигателя совмещен с тактом выпуска, а такт рабочего хода совмещен с тактом впуска

Такт сжатия начинается после момента прохождения поршнем нижней точки и начала его движения вверх. В этот миг в цилиндре, в пространстве над поршнем, уже находится свежая порция воздушно топливной смеси, поступившая из карбюратора через перепускной канал и продувочное окно во время такта рабочего хода.

При приближении поршня к верхней точке движения, смесь в цилиндре воспламеняется от искры свечи зажигания и двигатель переходит в рабочий такт – именно в этот момент выполняется полезная работа.

Движущийся вниз под воздействием расширяющихся продуктов горения топлива поршень, открывает выпускное окно, в которое под давлением устремляются выхлопные газы.

Дальнейшая их судьба – глушитель. Он-то и принимает всю сгоревшую смесь и глушит по средством специальных каналов громкий хлопок взрыва этой самой смеси.

Если не скучно идем дальше.

Заканчивается рабочий такт мотора в нижнем положение Н.М.Т., а не задолго до этого открывается продувочное окно, из которого в цилиндр устремляется очередная порция топливной смеси из под поршня.

Она вытесняет последние остатки выхлопных газов. Эта нехитрая процедура называется продувкой.

Затем повторяется первый такт Сжатие-впуск и второй Рабочий ход-выпуск. И так бесконечно, пока есть воля к движению.

Вот где нужен двухтактный мотор

Таким образом, мы вкратце рассмотрели принцип работы простейшего двухтактного двигателя. Стоит отметить, что такой тип моторов, по сравнению с четырёхтактным аналогичного объёма, имеет большую мощность, но ему присущи и недостатки – к примеру, низкая экологичность и высокий расход топлива. Именно по этой причине нет смысла устанавливать его на автомобиль.

Простота двухтактного двигателя состоит в том, что он не имеет сложного механизма газораспределения, распредвалов, клапанов, сложных головок блока цилиндров двигателя, требующих больших трудозатрат на их изготовление.

Тем не менее, благодаря своей простоте двухтактные агрегаты находят широкое применение в различных отраслях.

Они крайне популярны у авиамоделистов. Почти все простые мотоциклы и скутеры имеют двухтактный двигатель. Повсеместно применяются в различных моторизированных устройствах, к примеру, в бензопилах, газонокосилках, генераторах, сельскохозяйственной технике.

Наверное в каждой нормальной семье присутствует хоть один механизм, имеющий двухтактный двигатель.

Надеюсь, это краткое повествование помогло разобраться что такое двухтактный двигатель ,в принципах его работы.

Подписывайтесь на обновление блога, делитесь ссылками на него с друзьями, и Вы узнаете ещё массу интересных фактов об автомобилях, мотоциклах и их устройстве.

Посмотрите что-нибудь еще на сайте, например Когда автомобиль будет иметь паровой двигатель.

auto-ru.ru

Где используется двухтактный двигатель | 2014 год

В двухтактном двигателе каждому рабочему ходу поршня соответствует один оборот кривошипного вала, а не два, как в четырехтактном двигателе. Двухтактный двигатель гораздо проще по своей конструкции и принципу действия, чем четырехтактный. Возможно, у вас появится вопрос: если на каждый оборот кривошипного вала приходится один рабочий ход, а не два, как в четырехтактном двигателе, то двухтактный двигатель должен быть в два раза мощнее четырехтактного. Совершенно верно, только не надо забывать и о ряде недостатков двухтактного двигателя. Цилиндр его хуже наполняется смесью, а главное, наполняется неточно, что вместе с прополаскиванием цилиндра смесью приводит к большому расходу горючего, уходящего с отработанным газом.

двухтактный двигатель

Однако простота конструкций этих двигателей является важным преимуществом. Двухтактные двигатели устанавливают на мотоциклах и небольших легковых автомобилях. Все, кто видел мотоцикл, спросят, наверное, почему на двухтактном двигателе имеются ребра? Вопрос вполне законный, ибо, говоря о системе охлаждения, не было упомянуто о так называемом воздушном охлаждении. Конструкторы решили, что маленькие двухтактные двигатели лучше охлаждать воздухом, чем заключать в громоздкую водяную рубашку. Для улучшения охлаждения поверхность двигателя снабжена рёбрами. Рёбра увеличивают поверхность разогретого цилиндра, охлаждаемого воздухом.

Многие интересуются, применяются ли двухтактные двигатели в промышленности. Ответ такой: там, где используются промышленные колеса, такие как на http://kolesa-roliki.kiev.ua/apparatnye-kolesa-roliki, двигатели не используются, хотя они могут использоваться для спецтехники.

В мотоциклах двигатель открыт и легко охлаждается воздухом, а вот как обстоит дело в небольших легковых автомобилях, двигатели которых тоже охлаждаются воздухом? К автомобильным двигателям, охлаждаемым воздухом, пристроен вентилятор, обдувающий воздухом цилиндр двигателя.

Разумеется, не все двухтактные двигатели охлаждаются воздухом, и не все четырехтактные двигатели охлаждаются водой. Четырехтактный двигатель польского мотоцикла «Юнак» охлаждается воздухом, двухтактный двигатель польского легкового автомобиля «Сирена» — с водяным охлаждением.

Остается выяснить ещё один вопрос, как смазывается двухтактный двигатель. Ведь смесь находится и под поршнем, и нет места для маслобака.

И этот вопрос был решен конструкторами. В смесь добавляли немного масла, которое и смазывало двигатель.

Читайте также:

2014god.com