Двухтактный двигатель устройство: Принцип работы двухтактного двигателя внутреннего сгорания

Содержание

Двухтактный двигатель его устройство и принцип работы

В настоящее время активно используются два основных типа двигателей внутреннего сгорания (ДВС): двухтактные и четырехтактные. В двухтактных двигателях все рабочие циклы: впуск готовой топливной смеси, выпуск отработанных газов и продувки, происходят в течении одного оборота коленчатого вала за два основных такта. У двигателей такого типа отсутствуют клапаны газораспределительного механизма, их роль выполняет пара поршень и гильза. Поршень при своем перемещении закрывает собой впускные, выпускные и продувочные окна. Поэтому такие двигатели более просты в конструкции и надежны, а при определенных условиях и более мощные, ранее существовали и грузовые автомобили на двухтактной тяге, но их задавили экологическими требованиями.

Двухтактные дизели

Мало кто знает, что не так давно существовали и двухтактные дизели с сухим картером, которые успешно эксплуатировались в СССР до самых 90-х годов. Отличительной особенностью такого двухтактного двигателя являлось наличие газораспределительного механизма, который имел всего пару (или один) выпускных клапанов, а вот впуск осуществлялся классическим способом для двух тактов — через продувочные окна. К таким двигателям относятся ЯАЗ-204 и ЯАЗ-206 [1], танковые двигатели 5ТДФ (700 л.с) и 6ТДФ-2 (1200 л.с.) [2]. Еще одно привлекательное отличие от бензинового собрата — продувка дизеля осуществлялась воздухом, а не рабочей смесью, как у бензинового варианта, поэтому экономичность дизельного двухтактника была сравнима с четырехтактным вариантом.

Чертежи двигателей тут

Мощность двухтактного двигателя при одинаковых размерах литровой ёмкости и частоте вращения вала примерно на 50-70% больше четырехтактного за счет большего числа рабочих циклов в единицу времени. Однако неполное использование хода поршня для расширения, худшее освобождение цилиндра от остаточных газов и затраты части вырабатываемой мощности на продувку приводят практически к увеличению мощности только на 60…70% по сравнению с четырехтактным ДВС.

Принцип работы

Основное различие между 4 тактным и двухтактным двигателями заключается в принципе построения их механизмов удаления и подачи топлива в цилиндр. 4 тактный агрегат использует в своей основе специальный механизм, который открывает и закрывает выпускной и впускной клапана в определенный момент времени. Когда мы говорим о модели с 2 рабочими тактами, то тут очистка и заполнение цилиндра смесями происходит одновременно с процессами сжатия и разрежения. Для этого на стенках цилиндра делаются два рабочих отверстия. Одно из них продувочное, а второе — впускное.

Общее краткое устройство двигателя

Двигатель двухтактного рабочего цикла состоит из картера (основной его части — базы), в который на шариковых подшипниках установлен коленчатый вал. Цилиндр крепится к блоку через винты или шпильки, которые проходят через все тело гильзы. Внутри цилиндра движется поршень — металлический стакан (чаще из алюминиевого сплава), опоясанный пружинящими кольцами (поршневые кольца), вложенными в канавки на поршне ниже жарового пояса. Во время сжатия или рабочего хода поршневые кольца не пропускают газы и запирают в промежутке между днищем поршня и стенками цилиндра. Поршень снабжен металлическим стержнем — пальцем, он соединяет поршень с шатуном. Шатун передаёт прямолинейное возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала.

Смазка всех трущихся поверхностей и подшипников внутри двухтактных двигателей происходит с помощью топливной смеси, в которое подмешано необходимое количество масла. Из анимации видно, что топливная смесь (голубой цвет) попадает и в кривошипную камеру двигателя (это та полость, где закреплен и вращается коленчатый вал), и в цилиндр. Смазки там нигде нет, а если бы и была, то смылась топливной смесью. Вот по этой причине масло и добавляют в определенной пропорции к бензину. Тип масла используется специальный, именно для двухтактных двигателей. Оно должно выдерживать высокие температуры и сгорая вместе с топливом оставлять минимум зольных отложений.

Система смазки и приготовление топлива

Работа двухтактного двигателя требует эффективной смазки движущихся узлов. Централизованная раздельная система смазки с масляным насосом, как у четырехтактных двигателей, здесь отсутствует, поэтому масло добавляется в бензин в соотношении 1:25 – 1:50. Полученный состав, находясь в поршневой и кривошипно-шатунной камере, смазывает подшипники шатуна, стенки цилиндра и поршневые кольца. При воспламенении воздушной смеси масло сгорает и удаляется вместе с выхлопными газами.

Моторное масло должно быть специальное — для двухтактного двигателя, обычно оно имеет маркировку 2Т на канистре. Использование обычного автомобильного масла недопустимо по ряду причин:

  • Масло для двухтактных двигателей обязано обладать хорошей растворимостью в бензине;
  • Обладает прекрасными смазывающими свойствами, улучшая работу двигателя и уменьшая трение;
  • Защита от коррозии трущихся деталей поршневой группы;
  • Двухтактное масло должно сгорать без остатка, не образовывая нагар и сажу. Высокая зольность обычного масла приводит к закоксовыванию поршневых колец.

Подачу смазки в двухтактный двигатель можно осуществить двумя способами. Первый и самый простой – смешивать с топливом в нужной пропорции. Второй – это раздельная система смазки двухтактного двигателя, когда состав из топлива и масла готовится непосредственно перед попаданием внутрь в специальном патрубке. В этом случае устанавливается отдельный бачок для масла, а его подача осуществляется с помощью специального плунжерного насоса.

Эта система получила широкое распространение на современных мотоциклах и скутерах. Кроме удобства использования (теперь не нужно доливать масло в бак на глаз каждую заправку), происходит серьезная экономия масла, потому что впрыск его зависит от оборотов двигателя. На холостых оборотах пропорция масла может составлять всего 1:200.

Принцип действия

Такт сжатия.

Поршень перемещается от нижней мертвой точки (НМТ) к верхней мертвой точке (ВМТ), перекрывая сначала продувочное, а затем и выпускное окно. После закрытия поршнем выпускного окна в цилиндре начинается сжатие ранее поступившей в него горючей смеси. Одновременно в кривошипной камере вследствие её герметичности, и после того как поршень перекрывает продувочные окна, под поршнем создается разряжение, под действием которого из впускного коллектора через впускное окно и приоткрытый клапан поступает готовая горючая смесь в кривошипную камеру.

Такт рабочего хода.

При положении поршня около ВМТ сжатая рабочая смесь воспламеняется электрической искрой от свечи, в результате чего температура и давление газов резко возрастают. Под действием теплового расширения газов поршень перемещается к НМТ (при этом расширяющиеся газы совершают полезную работу). Одновременно, опускаясь вниз, поршень создает избыточное давление в кривошипной камере. Под действием этого давления клапан закрывается, не давая таким образом горючей смеси вернуться во впускной коллектор и карбюратор. Когда поршень дойдет до выпускного окна, оно открывается и начнется выпуск отработавших газов в атмосферу нашей любимой Земли — давление в цилиндре понижается. При дальнейшем перемещении поршень открывает продувочное окно и сжатая в кривошипной камере горючая смесь поступает по каналу, заполняя цилиндр и осуществляя продувку его от остатков отработавших газов.

Тепловой и динамический расчет двигателей внутреннего сгорания

Принцип зажигания. Так как топливной смеси нужно время для воспламенения, искра на свече появляется чуть раньше, чем поршень достигает ВМТ. В идеале, чем быстрей движется поршень, тем раньше должно быть зажигание — поршень от момента искры быстрее доходит до ВМТ. Существуют механические и электронные устройства, меняющие угол зажигания в зависимости от оборотов двигателя. Практически у мотороллеров до 2000 г.в. таких систем не было и угол опережения зажигания был установлен в расчете на оптимальные обороты статично.

Смазка

Смазка в обеих моделях так же осуществляется по-разному. В нашем случае она осуществляется путем пропорционального смешивания бензина и масла. 4 тактный двигатель подразумевает использование специального расширительного бачка. он связан системой патрубков с плунжерным насосом. отсюда смазка опадает во впускной патрубок. Причем, ее количество поставляется ровно в том объеме, который необходим.

На основе всего вышесказанного можно выделить следующие преимущества, которыми обладает двухтактный двигатель:

  • Большая мощность при том же рабочем объеме;
  • Простое устройство;
  • Малый вес агрегата.

Все это заставляет конструкторов и разработчиков современной техники использовать данную модель в своих новых проектах. Как знать, может быть со временем система разряжения и сжатия претерпит изменения, выведя КПД оборудования на новый уровень.

Ремонт двухтактных двигателей внутреннего сгорания

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

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

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

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

Применение

Наибольшее применение двухтактные двигатели нашли в мототранспорте. Имея весьма небольшие размеры, такой мотор можно применять на мопедах, мотоциклах и мотороллерах. Кроме того, двигатели таких габаритов нашли широкое применение в бензиновых пилах. Дело в том, что для приведения цепи в действия совсем не нужны высокие характеристики, главное создать определенную частоту вращения, при которой бензопила будет способна справиться со своими основными обязанностями.

Помимо мотоциклетной техники, двухтактными двигателями малоактивно оснащали и автомобили. Как правило, это были небольшие малолитражки, предназначенные для поездок на небольшие расстояния по городу. Двухтактные двигатели применяются и по сей день на многих моторных лодках.

Это все, что необходимо знать о двухтактных двигателях внутреннего сгорания. При всех преимуществах и недостатках данного мотора, многие конструкторы отдают предпочтение именно четырехтактным двигателям, поэтому малообъемный мотор не нашел широкого распространения.

Недостатки двухтактных двигателей:

1. Больший расход топлива. Напомним, примерный расход можно высчитать по формуле: для двухтактного 300 грамм на одну лошадиную силу, для четырёхтактного 200 грамм. 2. Шумность. На максимальных оборотах двухтактные двигатели как правило работают немного громче четырёхтактных. 3. Комфорт. Четырёхтактные двигатели внутреннего сгорания не так вибрируют на малых оборотах (касается только двухцилиндровых двигателей — одноцилиндровые двух и четырёхтактные вибрируют примерно одинаково) и не так дымят как двухтактные. 4. Долговечность. Довольно спорный пункт. Бытует мнение, что двухтактные двигатели 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 четырёхтактных двигателей где трущиеся элементы буквально плавают в масле. Но с другой стороны четырёхтактный двигатель по конструкции намного сложнее конкурента, состоит значительно большего числа деталей, а золотой принцип механики “Чем проще тем надежнее” еще никто не отменял. 5. Высокая температура и перегрев отдельных деталей, за счет более частой вспышки рабочей смеси в цилиндрах. Требуется более интенсивное охлаждение. 6. Повышенный расход воздуха (двухкратный), что приводит к быстрому выходу из строя фильтров системы очистки воздуха. Такая проблема была у танков Т-64 и Т-80УД (Т-84).

Эксплуатация и причины поломки двигателей

Чаще всего двухтактные моторы встречаются в мототехнике, лодочных двигателях, газонокосилках, цепных пилах и прочих устройствах, где требуется применение легкого и надежного двигателя. Тем не менее, даже такой простой по конструкции движок может выйти из строя из-за нарушения правил эксплуатации.

  • Низкое качество бензина. Плохое топливо часто приводит к появлению детонации. Чаще всего это заметно на невысоких оборотах при подгазовках. Возникающие ударные нагрузки приводят к поломке перегородок поршней, чрезмерным нагрузкам на подшипники коленвала. Детонация может возникать из-за перегрева двигателя, нагара на поршне и бедной смеси.
  • Низкое качество деталей, из которых собран мотор. Особенно это актуально для китайских производителей, часто допускающих брак в производстве комплектующих. Это приводит к раннему выходу из строя поршня, коленчатого вала, цилиндра и прочих деталей, а затем и капитальному ремонту. Обычно помогает оценить состояние поршневой простой замер компрессии.
  • Низкокачественное моторное масло. Топливомасляная смесь для двухтактных двигателей имеет очень важное значение. Именно от его качества будет зависеть как мягко работает мотор, чистота выхлопа, отсутствие перегрева и лишних шумов. Плохое масло приводит к образованию слоя нагара на поршне, в коренных и шатунных подшипниках, к задирам на стенках цилиндра и юбке поршня, проходное сечение глушителя уменьшается из-за нагара. Масла для двухтактных двигателей следует применять синтетические или полусинтетические, использование минералки нежелательно.
  • Перегрев на двухтактном двигателе воздушного охлаждения не редкость. К этому приводит длительная работа с полностью открытым дросселем, или неисправность системы охлаждения. Перегрев может быть кратковременным, когда наблюдается потеря мощности и максимальных оборотов, после снижения нагрузки и охлаждения двигателя все приходит в норму. Клин возникает вследствие очень сильного перегрева, когда тепловой зазор между поршнем и цилиндром уменьшается настолько, что силы трения намертво прихватывают их между собой. После него требуется ремонт ЦПГ.
  • Карбюратор не настроен. Топливная смесь получается слишком бедной или очень богатой. Езда на переобогащенной смеси чревата высоким расходом топлива, потерей мощности и образованию нагара. Бедная смесь может вызывать детонацию и снижение максимальной мощности двигателя.

Чтобы продлить срок службы и отсрочить капремонт, следует провести правильную обкатку двухтактного лодочного или мотоциклетного мотора. Для этого пропорция масла смешиваемого с бензином должна быть немного выше установленной для нормальной эксплуатации. На такой смеси дать двигателю поработать в режиме неполной мощности несколько часов, что эквивалентно 500-1000 км пробега для скутера и мотоцикла.

Все же из-за токсичности выхлопа двухтактные двигатели постепенно вытесняются современными четырехтактными. Они продолжают использоваться только там, где требуется высокая удельная мощность при минимальной массе и простоте конструкции – мототехника, бензопилы и триммеры, модели самолетов и многое другое.

Если у вас возникли вопросы — оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

Как увеличить тягу

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

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

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

Как он работает

Рассмотрим принцип работы. Полный рабочий цикл в двухтактном двигателе внутреннего сгорания происходит за два такта:

Такт первый

Сжатие. Поршень двигается из положения нижней мертвой точки в положение к верхней, при этом закрывает сначала продувочное, а потом выпускное окно. После этого в цилиндре происходит сжатие поступившей в него раннее топливной смеси. Вместе с этим в кривошипной камере под поршнем, после перекрывания продувочного окна, создается разряженное пространство. Под действием этого разряжения через впускное окно в кривошипную камеру из карбюратора попадает горючая смесь.

Такт второй

Рабочий ход. Когда поршень установлен в положении верхней точки, сжатая топливная смесь поджигается от свечи электрическим разрядом, в результате чего давление и температура газов резко увеличивается. Под действием этого расширения поршень двигается в положение нижней мертвой точки — расширившийся газ осуществляет полезную работу. При этом, опускаясь вниз, он образует большое давление в кривошипной камере, закрывающее клапан. После закрытия клапана газы не могут повторно попасть во впускной коллектор и карбюратор.

При достижении поршнем выпускного окна, оно откроется и начинается выпуск выхлопных газов, давление их в цилиндре снижается. Двигаясь дальше, поршень открывает продувочное окно, и сжатые горючие газы в кривошипной камере проходит по каналу в цилиндр, продувая его от остатка газов. После этого цикл повторяется заново. » alt=»»>

Плюсы и минусы ДВС

Для начала рассмотрим все имеющиеся достоинства и недостатки двухтактных моторов, которые несмотря на свою конструкцию, пользуются большой популярностью. К их преимуществам относятся:

  1. Простота конструкции
  2. Высокая скорость набора оборотов
  3. Невысокая стоимость, что делает инструменты, оснащенные такими агрегатами очень популярными
  4. Простота обслуживания, что обусловлено отсутствием ГРМ и отдельной системы смазки
  5. Малый вес и габариты, что делает инструменты с такими ДВС удобными и практичными

Теперь разберемся со всеми недостатками, которые имеются у двухтактных двигателей:

  • Шумность работы
  • Низкая экологичность, что обусловлено выделением в атмосферу не сгоревшего топлива
  • Низкий ресурс работы
  • Необходимость смешивания бензина с маслом при каждой дозаправке. Кроме того, нельзя долго хранить разведенное топливо, иначе происходит его порча
  • Большой расход топлива
  • Небольшая мощность в сравнении с четырехтактными

У 4-тактных агрегатов достоинств намного больше, однако такие недостатки, как сложность конструкции, большой вес и цена оставляют негативный отпечаток. Далеко не каждый может позволить себе покупку, к примеру, снегоуборщика с 4-тактным мотором, который стоит в 2 раза больше, чем аналог с более примитивным агрегатом. Все недостатки 2-тактных моторов — это есть преимущества четырехтактных.

В силу большого количества недостатков обоих видов двигателей, производители запатентовали выпуск модернизированных моделей ДВС, которые получили название 4-MIX и 2-MIX. Наверняка вы сталкивались с тем, что при ремонте или замене деталей двигателя бензопилы или бензокосы, обнаруживалось наличие механизма ГРМ, но при этом инструмент заправляется разведенным бензином с маслом, как указывает производитель. Все верно, это говорит о том, что ваш инструмент оснащен двигателем 4-mix. Более подробно об этих типах двигателей узнаем далее.

Проблема с продувкой

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

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

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

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

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

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

Перспективы

Постепенно двухтактники вытесняются более совершенными четырёхтактными двигателями даже из тех сфер, где они традиционно были вне конкуренции. Уже нельзя встретить двухтактный дизель на грузовике или новом теплоходе, да и в легкомоторной авиации, а главное, на мотоциклах они повсеместно заменяются на более экономичные и экологичные моторы с клапанным механизмом в головке блока.

Ситуацию не спасают даже самые современные технологии вроде прямого впрыска или роторных наддувов. А преимущество в массогабаритах на сегодняшнем уровне развития техники сходит на нет, новые материалы позволяют создавать компактные и надёжные конструкции газораспределительных механизмов. Можно сказать, что принцип работы двухтактного двигателя окончательно устарел, да и вообще двигатели внутреннего сгорания его ненадолго переживут. Будущее за другими способами получения механической энергии.

Как повысить мощность

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

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

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

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

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

Возможности и преимущества двухтактных

Теоретически мощность двигателя данного типа, при одинаковых размерах цилиндра и скорости вращения вала, в два раза выше, чем у 4х-тактного благодаря увеличению числа рабочих циклов. Но в связи с неполным использованием хода поршня при расширении, худшее освобождение цилиндра от выхлопных газов и частичной затраты мощности на продувку приводят к увеличению мощности двигателя лишь на 60-70 процентов.

Принцип работы 2 х тактного двигателя

Поршневые двигатели внутреннего сгорания (ДВС) широко используются в разных сферах человеческой жизни. Однако не все они работают одинаково. Между ними есть одно принципиальное отличие. В зависимости от конструкции рабочий цикл двигателя может состоять из двух или четырёх тактов. Поэтому и называется он соответственно двухтактным двигателем или четырехтактным. Это справедливо как для бензинового мотора, так и для дизеля.

  • Рабочий цикл из двух тактов
  • Двухтактный двигатель: принцип работы
  • Работа двухтактного двигателя внутреннего сагорания
  • Принцип работы двухтактного двигателя наглядно продемонстрирован в этом видео
  • Источники:

Рабочий цикл из двух тактов

Одноцилиндровый двухтактный двигатель работает по-другому. Здесь все четыре действия происходят за один полный оборот коленвала. При этом поршень делает только два такта (расширения и сжатия), двигаясь от ВМТ к НМТ и обратно. А впуск и выпуск являются частью этих двух тактов. Подробней принцип работы двухтактного двигателя внутреннего сгорания можно описать следующим образом.

Газы от сгорания топливной смеси толкают поршень вниз от ВМТ. Примерно на середине хода поршня в гильзе цилиндра открывается выпускное отверстие, через которое часть газов выбрасывается в патрубок глушителя. Продолжая двигаться вниз, поршень создаёт давление, благодаря которому в цилиндр поступает новая порция топлива, одновременно продувая его от остатков сгоревших газов. Подходя к ВМТ, поршень сжимает смесь и система зажигания воспламеняет её. Снова начинается такт расширения.

В авиамоделестроении широко используется двухтактный дизельный двигатель, его принцип работы тот же, что и у бензинового. Разница в том, что смесь топлива с воздухом самостоятельно воспламеняется в конце цикла сжатия. Горючим для таких моторов служит смесь эфира с авиационным керосином. Воспламенение этого горючего происходит при гораздо меньшей степени сжатия, чем у двигателей на традиционном дизельном топливе.

Двухтактный двигатель: принцип работы

  1. В двигателе двухтактного типа процесс зажигания воспроизводится при каждом совершении оборота коленчатого вала, именно по этой причине по показателю мощности они в несколько раз превосходят четырёхтактные, в которых имеется особая смесь, идущая главным образом через обороты.
  2. Четырёхтактные моторы намного тяжелее и тратят наибольшее количество энергии. В большинстве случаев их используют на автомобилях и особой технике, в то время как на остальном оборудовании таком, как мотороллеры, газонокосилки, а также лёгкие разновидности катеров, в большинстве случаев можно заметить более компактные двухтактные разновидности устройств.
  3. А вот бензиновый генератор, к примеру, можно легко найти как двухтактной, так и четырёхтактной разновидности. Двигатель в скутере также может заключать в себе совершенно любой двигатель. Принцип функционирования такого оборудования главным образом заключает в себя одни и те же процессы, отличие будет заключено лишь в способе и эффективности общего преобразования энергии.

Работа двухтактного двигателя внутреннего сагорания

Как уже понятно из названия, такой двигатель имеет всего два рабочих такта, которые будут описаны ниже.

  • Первый такт (сжатие). Поршень находится в нижней мертвой точке двигателя и начинает движение вверх. В процессе подъема через продувное отверстие в цилиндр попадает определенное количество топлива, которое смешано с маслом и воздухом. Как только поршень достигает отверстия, оно перекрывается и подача смеси прекращается. На этом же этапе перекрывается и выпускное отверстие. Поршень движется в верхнюю мертвую точку и сжимает смесь.
  • Второй такт (рабочего хода поршня). В верхней мертвой точке происходит сжатие и воспламенение смеси. В результате небольшого взрыва, поршень под действием высокого давления начинает движение вниз, тем самым, открывает выпускное отверстие и дает возможность освободить цилиндр от отработавших газов. Часть масла, находящаяся в смеси остается на стенках цилиндра, а другая часть попросту выходит вместе с отработавшими газами. Поршень достигается самой нижней мертвой точки, и цикл начинается сначала.

Принцип работы двухтактного двигателя наглядно продемонстрирован в этом видео

//www.youtube.com/embed/p6TEP4vnnjA?rel=0

Источники:

  • autostuk.ru
  • pochini.guru
  • Drive2.ru
  • avto-kul.ru
  • tokar.guru
  • VipWash.ru
  • vodi.su
  • Устройство автомобиля
  • Пикабу!
  • FB.ru
  • obinstrumente.ru

Понравилась статья? Расскажите друзьям:

Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 2 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Что такое двухтактный двигатель и как он работает?

Двигатель – это устройство, которое используется для преобразования химической энергии топлива в механическую энергию. Все транспортные средства, которые ездят по дорогам, имеют либо двухтактный, либо четырехтактный двигатель. так как у нас есть разные типы двигателей, но здесь в этой статье мы будем обсуждать только двухтактные двигатели. Темы, которые мы рассмотрим, — это определение, конструкция, работа, преимущества и недостатки и применение.

Содержание

Двухтактный двигатель

Двухтактный двигатель представляет собой поршневой двигатель, в котором поршень совершает двукратное движение (т. е. от ВМТ к НМТ и от НМТ к ВМТ) для создания рабочего такта.

Что такое инсульт?

Когда поршень перемещается из ВМТ в НМТ или из НМТ в ВМТ, то такое перемещение поршня из ВМТ в НМТ и наоборот называется одним ходом.

Строительство

Источник изображения

Основные компоненты

1. Свеча зажигания:

Свеча зажигания — это устройство, которое используется для создания искры в цилиндре. Образовавшаяся искра используется для сжигания топлива в цилиндре.

2. Поршень:

Поршень является возвратно-поступательной частью двигателя. Он используется для всасывания и сжатия топлива в цилиндре.

3. Цилиндр:

Это часть двухтактного двигателя, внутри которой находится поршень. В цилиндре имеются впускные и выпускные отверстия. Головка блока цилиндров состоит из камеры сгорания и свечи зажигания.

4. Порт перекачки:

Используется для перекачки сжатого топлива из картера в цилиндр.

5. Шатун:

Соединяет поршень и коленчатый вал. Он передает мощность от поршня к коленчатому валу.

6. Картер:

Служит основой двигателя. Он поддерживает коленчатый и распределительный вал в подходящих подшипниках и обеспечивает рычаги для поддержки двигателя на раме.

7. Коленчатый вал:

Та часть двигателя, которая используется для преобразования возвратно-поступательного движения двигателя во вращательное с помощью шатуна.

8. Выпускное отверстие:

Используется для отвода продуктов сгорания из двигателя после завершения рабочего такта.

9. Впускное отверстие:

Свежий заряд поступает в цилиндр через впускное отверстие.

10. Балансировочный груз:

Этот груз используется для балансировки двигателя. Балансировочный груз находится в коленчатом валу.

Читайте также:

  • Диаграмма фаз газораспределения двухтактного и четырехтактного двигателя
  • Что такое четырехтактный двигатель?
  • Разница между 2-тактным и 4-тактным двигателями

Работа двухтактного двигателя

  • В двухтактном двигателе исключены такты всасывания и выпуска.
  • Осталось только два такта – это такт сжатия и такт расширения или рабочего хода, которые обычно называют тактом вверх и ходом вниз.
  • Вместо клапанов двухтактный двигатель состоит из впускного и выпускного отверстий.
  • Свежий заряд поступает в цилиндр через впускное отверстие, а отработавшие газы выходят через выпускное отверстие.
  • Сгоревшие выхлопные газы вытесняются через выпускное отверстие свежим зарядом, поступающим в цилиндр почти в конце рабочего хода через впускное отверстие.

Для лучшего понимания работы двухтактного двигателя посмотрите видео:

Два такта двухтактного двигателя описываются следующим образом:

1. Ход вверх:

  • При ходе вверх поршень движется от НМТ к ВМТ и сжимает заряд (воздушно-топливную смесь) в камере сгорания цилиндра.
  • Из-за движения поршня вверх в картере создается частичное разрежение, что позволяет свежему заряду поступать в картер через открытое впускное отверстие.
  • Выпускной и впускной каналы остаются закрытыми, когда поршень находится в ВМТ.
  • Воспламенение свежего заряда происходит от свечи зажигания.

2. Ход вниз:

  • Как только происходит сгорание свежего заряда, образуется большое количество горячих газов, которые оказывают очень сильное давление на верхнюю часть поршня. Благодаря этой силе высокого давления поршень движется вниз, вращает коленчатый вал и совершает полезную работу.
  • Во время этого хода впускное отверстие закрывается поршнем, и новый заряд сжимается в картере.
  • Дальнейшее движение поршня вниз открывает сначала выпускное отверстие и перепускное отверстие, и выхлоп начинается через выпускное отверстие.
  • Как только порт передачи открывается, заряд через него нагнетается в цилиндр.
  • Заряд ударяется о дефлектор на днище поршня, поднимается к верхней части цилиндра и выталкивает большую часть выхлопных газов.
  • Поршень теперь находится в НМТ. Цилиндр полностью заполнен свежим зарядом, но несколько разбавлен выхлопными газами.
  • Наконец, событие цикла повторяется. Получаем два такта за один оборот коленчатого вала.

Порт ГРМ для двухтактного двигателя

 


Преимущества:

  • Двухтактный двигатель дает рабочий ход за каждый оборот коленчатого вала. Четырехтактный двигатель дает рабочий ход на каждые два оборота коленчатого вала.
  • Мощность, развиваемая двухтактным двигателем, вдвое превышает мощность, развиваемую четырехтактным двигателем, при той же частоте вращения и объеме двигателя.
  • В двухтактном двигателе требуется более легкий маховик из-за большего крутящего момента на коленчатом валу.
  • При одинаковой мощности двухтактный двигатель более компактен, легок и занимает меньше места, чем четырехтактный двигатель, поэтому используется в мотоциклах и скутерах.
  • Проще по конструкции и механизму.
  • Клапан и клапанный механизм в нем отсутствуют. Порты могут быть легко спроектированы и закрыты и открыты движением самого поршня.
  • Обладает высоким механическим КПД.
  • Благодаря простой конструкции требуется меньше запасных частей.

Недостатки:

  • Имеет большой расход топлива.
  • Тепловой КПД меньше, чем у четырехтактного двигателя.
  • Шихта разбавлена ​​дымовыми газами из-за неполной продувки.
  • Увеличивает шум.
  • Увеличивает расход смазочного масла.
  • Повышенный износ подвижных частей.

Применение

  • Используется в легких транспортных средствах, таких как скутеры, мотоциклы, мопеды и т. д., которые используют бензин в качестве топлива.
  • Он также используется во многих дизельных двигателях, в основном в промышленных и судовых двигателях, а также в некоторых тяжелых грузовиках и машинах.

Если вы нашли эту информацию полезной, не забудьте поставить лайк и поделиться ею.

Двухтактная Mazda уже в пути? Для этого есть прецедент

Как это часто бывало, Mazda, по-видимому, идет необычным путем, стремясь сохранить двигатель внутреннего сгорания в рабочем состоянии. Японская компания, которая преуспела там, где другие потерпели неудачу с роторным двигателем Ванкеля, теперь исследует двухтактный двигатель для использования в будущих автомобилях.

Если вам нужно быстро подвести итоги, двухтактный двигатель имеет некоторые существенные преимущества перед вездесущим четырехтактным двигателем. Сочетание сжатия и сгорания топлива за один ход поршня и такта впуска и выпуска за секунду означает, что полный рабочий цикл происходит всего за два такта. По сути, мощность в два раза выше, чем у сопоставимого четырехтактного двигателя. Двухтактные двигатели также намного проще механически, без распределительных валов, тарельчатых клапанов или других движущихся частей в верхней части двигателя; это делает их легче и дешевле в строительстве. Тем не менее, двухтактная система всегда требовала предварительного смешивания масла с впрыскиваемым топливом для смазки, и это недопустимо для выбросов.

Патентный чертеж двухтактного двигателя Mazda Mazda

Решение Mazda кажется более близким к четырехтактному, поскольку оно имеет клапаны в головке блока цилиндров и масло в поддоне. Умный бит? Mazda планирует использовать систему изменения фаз газораспределения и искроуправляемую систему воспламенения от сжатия (SCCI) Skyactiv-X для невероятно обедненной смеси. Для этого используется непосредственный впрыск топлива, а также нагнетатель типа Рутса с ременным приводом. При низких и средних нагрузках двигатель будет работать в режиме воспламенения от сжатия с обедненной смесью, переключаясь на искровое зажигание, когда требуется больше мощности.

Mazda подала заявку на патент на одноцилиндровую версию, но нет никаких причин, по которым система не будет работать с многоцилиндровыми двигателями. Потенциально он мог бы служить в качестве расширителя диапазона (так же, как роторный двигатель вернулся) или даже в качестве основного силового агрегата. Конечно, учитывая стремительный переход автомобильной промышленности на электрические батареи, этот мотор Mazda может вообще никогда не увидеть свет, а двухтактный двигатель останется в истории.

Независимо от того, удастся ли Mazda возродить двухтактный двигатель, это дает нам веские основания оглянуться назад на автопроизводителей, которые уже добились успеха. Задержите дыхание, это может стать довольно дымным.

ДКВ

Auctions America/Robert Myrick

DKW уже была крупнейшим производителем мотоциклов в мире, когда в 1928 году немецкая фирма решила применить свою двухтактную технологию к четырем колесам. Родстер и кабриолет Type P оснащались крошечным рядным двухцилиндровым двигателем объемом 584 куб. см мощностью 15 л.с. и довольно красивым деревянным кузовом. DKW всегда была новатором, переключаясь на передний привод для своей серии F, разрабатывая стартер-генератор и даже экспериментируя с наддувом и трехцилиндровыми силовыми агрегатами. Компания стала частью Auto Union в 1932, но после Второй мировой войны его база в Саксонии находилась по «другую» сторону «железного занавеса», и только в 1949 году производство F-серии было возобновлено в Западной Германии. В 1956 году на короткое время была выпущена спортивная двухместная Monza, установившая множество рекордов скорости на своей одноименной трассе, но вскоре значок DKW был заменен на Auto Union на популярном AU 1000, который к тому времени был способен производить мощные 50 л.с. от литровой емкости. Даже этого оказалось недостаточно для инженеров AU/DKW, которые продолжили разработку 100-сильного V-6, но он (к сожалению) не был запущен в производство. Окончательный DKW был построен в 1964.

Trabant

Trabant 601 был крошечным, чуть менее 12 футов в длину на 80-дюймовой колесной базе. Martin Peters

Для западного мира Trabant остается символом окончания холодной войны, когда эти крошечные восточногерманские автомобили с картонными кузовами хлынули в Западный Берлин, когда рухнула стена. Построенный в 1957 году и оснащенный двухцилиндровым двухтактным двигателем объемом 500 куб. см с воздушным охлаждением, основанный на довоенной конструкции DKW, он был удивительным примером того, насколько автомобильные технологии отстали от «железного занавеса». Даже последние модели P601 могли развивать всего 37 л.89, установив вместо него 1,1-литровый двигатель VW Polo.

Wartburg

Wartburg Руководство по обслуживанию последней версии с двигателем VW 1.3. Мэтью Андерсон

У Трабби не было большой конкуренции, но то немногое, что было, пришло из Вартбурга. Опять же, в основу Wartburg 353 легли инженерные разработки DKW 1930-х годов, хотя и с гораздо более щедрым трехцилиндровым двухтактным двигателем объемом 993 куб.см, который передавал 55 л.с. на передние колеса. Он имел систему свободного хода как часть четырехступенчатой ​​трансмиссии, что означало, что вы могли переключаться без использования сцепления, и, что более важно, это защищало двигатель от масляного голодания. По общему мнению, это был довольно печальный опыт вождения, незначительно улучшенный через 22 года после 19 лет.66 дебютировал с установкой 1,3-литрового двигателя VW в последние годы своего существования. Тем не менее, было продано более миллиона. Нищие не могут выбирать.

Беркли

Flickr/Andrew Bone

Все начиналось хорошо для начинающего британского производителя спортивных автомобилей Berkeley. Его спортивная модель с элегантным стилем родстера, конкурирующим с MG, и двухтактным мотоциклом Anzani объемом 332 куб. При весе всего 606 фунтов автомобиль почти ничего не весил, но даже при этом 15 л.с. Anzani были немного хромыми. Несомненно, независимая пружинная подвеска помогла в управлении, но через год удвоилась мощность благодаря трехцилиндровому двигателю 49 с тройным карбюратором.2-кубовый двигатель Эксельсиор. Одна из таких моделей даже выиграла в своем классе гонку «12 часов Монцы» 1958 года. Беркли, как и все пользователи двухтактных двигателей, в конечном итоге признал свое поражение, и последние версии вместо этого были оснащены четырехтактным двигателем Royal Enfield.

Сааб

Saab

О, Сааб, как мы скучаем по тебе и твоей шведской странности. Ваши переключатели зажигания, установленные по центру, ваши затемненные приборные панели и рулевое управление с турбонаддувом. Все началось, конечно же, с двухтактника. Ультра-аэродинамический жук-скарабей 92 1949 года поставлялся с 764-кубовым двухцилиндровым двухтактным двигателем с водяным охлаждением мощностью 33 л.с., основанным, как вы уже догадались, на оригинальной конструкции DKW. Как и Wartburg, его трехступенчатая трансмиссия была оборудована механизмом свободного хода, но, в отличие от восточногерманской машины, Saab отличался некоторым мастерством в управлении. Это было доказано всего через две недели после запуска автомобиля, когда Рольф Меллде занял второе место в своем классе на заснеженном шведском ралли. Saab продолжил работу над двухтактным двигателем, увеличив его мощность и выходную мощность за счет 9-цилиндрового двигателя.3, 94, 95, 96 и самые спортивные Sonnet и GT750. Как и DKW, шведская фирма даже изготовила собственный двухтактный V-6 для прототипа Monster мощностью 140 л.с. После почти 20 лет двухтактных двигателей Saab в 1967 году перешел на Ford V-4.

Suzuki

Suzuki Jimny LJ10 Tennen-Gas через Wikimedia Commons четыре также видели, как японский производитель опробовал двухтактные двигатели.