Плюсы и минусы двухтактных и четырехтактных лодочных моторов
Главная → Преимущества и недостатки 2 и 4 -тактных подвесных лодочных моторов
05.06.2014
Рассмотрим все характеристики, которые стоит сравнить между лодочными двигателями 2-х и 4-х тактов.
1. Размер и объем.
Размер и объем моторной части 2-х тактного ДВС меньше аналогичного по мощности 4-х тактника. Т.е. у 2-х тактников большая мощность в пересчёте на 1 литр рабочего объёма. Потому, что мощность двухтактного двигателя при одинаковых размерах цилиндра и частоте вращения вала теоретически в два раза больше четырехтактного за счет большего числа рабочих циклов. Однако неполное использование хода поршня для расширения, худшее освобождение цилиндра от остаточных газов и затраты части вырабатываемой мощности на продувку приводят к реальному увеличению мощности только на 60-70%. Играет роль так же отсутствие громоздких систем смазки и газораспределения у двухтактных вариантов. Размер и объем нижней части лодочного двигателя (ноги с гребным винтом) у обоих типов двигателей приблизительно одинаковы.
2. 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.
3. Цена.
4-х тактные двигатели сложнее в производстве, состоят из большего количества деталей, поэтому всегда дороже 2-х тактников.
4. Удобство перевозки.
2-х тактники можно возить в любом положении. Т.е. достал из багажника, поставил, завел, поехал. 4-х тактники можно возить только стоя или на одном боку.
5. 2-х тактный мотор живее реагирует на ручку газ.
Эта характеристика очень относительная. Обычно разница почти незаметна. И всё же, в 4-х тактниках для совершения полного рабочего цикла поршню необходимо сделать два полных оборота. А в 2-х тактных – только один.
Частый вопрос: А правда ли что 4-х тактная 15 л.с. бежит быстрее, чем такая же 2-х тактная? Ответ: Нет не правда. У обоих этих двигателей мощность на валу 15 л.с. При прочих равных условиях, почему один мотор должен идти быстрее второго.
6. Больший расход топлива.
Напомним, примерный расход можно высчитать по формуле для 2х такта – 300 грамм на одну лошадиную 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 тактные моторы (кроме Evinrude) запрещены в странах ЕС и США.
7. Шумность.
На максимальных оборотах 2-х тактные моторы, как правило, работают слегка громче 4-х тактников.
8. Вибрация.
4-х тактные моторы не так вибрируют на малых оборотах.
Это касается только двухцилиндровых двигателей. Одноцилиндровые и 2-х и 4-х тактники вибрируют примерно одинаково.
9. Дым от выхлопных газов.
4-х тактные моторы не так дымят как 2-х тактники. Дым образуется в основном из-за згорания масла, которое добавляется непосредственно в бензин у 2-х тактных моделей. Дымность – важный момент, особенно если вы любите тролить. Часто это очень напрягает. Особенно в тихую безветренную погоду.
10. Долговечность.
Довольно спорный пункт. Бытует мнение, что 2-хтактные моторы менее долговечны. Теоретически 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.
Здесь вступает в силу золотой принцип практической механики — “Чем проще, тем надежнее”, а в остальном выбирать лодочные моторы только Вам.
© Aquastar 2010
← Как выбрать лодочный мотор?
Выбор мощности лодочного двигателя →
Виды двигателей внутреннего сгорания
При выборе садовой техники и оборудования нужно обращать внимание на тип двигателя. Существует два типа двигателей внутреннего сгорания: 2-х тактный и 4-х тактный. Для садовой техники более крупного размера, таких как газонокосилки, мотоблоки, мотокультиваторы, мини тракторы, рейдеры и т.д. в основном используют 4-х тактные двигатели, а для садовой техники малого размера — такой как бензокосы, бензопилы, и др. в основном 2-х тактные.
Рассмотрим принцип работы этих двух видов двигателей внутреннего сгорания.
Оба двигателя приводятся в действие за счет использования расширения газов при нагревании, которое происходит за счет принудительного воспламенения горючей смеси, поступаемой в воздушное пространство цилиндра. Все двигатели внутреннего сгорания, независимо от его типа, имеют основные механизмы, такие как кривошипно-шатунный механизм, газораспределительный механизм, система смазки, система охлаждения, система питания и система зажигания.
Передача полезной энергии расширяющегося газа происходит через кривошипно-шатунный механизм, а за впрыск топливной смеси в цилиндр отвечает механизм газораспределения.
Принцип работы двухтактного двигателя
Рабочий цикл 2-х тактного двигателя состоит из двух этапов: ими являются 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 окно, а затем выпускное окно, после чего смесь попадает в цилиндр и начинает сжиматься. При этом через впускное окно в кривошипную камеру поступает свежая горючая смесь, которая будет использована в последующем такте.
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. Следующее движение поршня приводит к повторному сжатию свежей горючей смеси и открытию продувочного отверстия, через которое горючая смесь поступает в камеру сгорания и так такт за тактом химическая энергия топлива превращается в механическую работу двигателя и его агрегатов.
Недостатком двухтактного двигателя является большой расход топлива, причем часть топлива не успевает сгорать и выбрасывается в атмосферу. Это связано с наличием момента, при котором продувочное и выпускное отверстие одновременно открыты. Требуется смесь на основе бензина и масла для смазки механизмов двигателя, что требует дополнительных расходов на покупку масла и необходимости постоянно готовить топливную смесь. Основными преимуществами двухтактного двигателя является его маленькие по сравнению с 4-х тактным двигателем размер и вес.
Принцип работы четырехтактного двигателя
Принцип работы 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. Когда происходит впускной этап поршень двигается вниз, открывается впускной клапан, в цилиндр поступает горючая смесь, которая при смешении с остатками отработанной смеси образует рабочую смесь. При сжатии поршень движется из НМТ к ВМТ, все два клапана закрыты. Чем выше поднимается поршень, тем выше давление и температура рабочей смеси.
Рабочий ход четырехтактного двигателя представляет собой принудительное движение поршня из 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 давлением поршня, движущимся из НМТ к ВМТ, выбрасываются в атмосферу через выпускной клапан.
За счет применения системы клапанов и фаз газораспределения четырехтактные двигатели внутреннего сгорания намного экономичнее и экологичнее — потому что исключает выброс неиспользованной топливной смеси.
При работе 4-х тактные двигатели значительно тише, чем 2-х тактные и в эксплуатации намного проще. Масло в данных двигателях заливается в масляный картер, что значительно уменьшает его потребление и избавляет от заботы по приготовлению бензино-маслянной смеси. На сегодняшний день 4-х тактные двигатели становятся все компактнее, и ими оснащают такую садовую технику как бензокосы, мотобуры и т.д.
Для справки: Сравнение преимуществ и недостатков
| Двигатели | Преимущества |
| Двигатель внутреннего сгорания |
|
| Электродвигатель |
|
| Паровой двигатель |
|
| Реактивный двигатель |
|
| Двигатели | Недостатки |
| Двигатель внутреннего сгорания |
|
| Электродвигатель |
|
| Паровой двигатель |
|
| Реактивный двигатель |
|
ЧТО ТАКОЕ ДВУХТАКТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ? | ДОБРО ПОЖАЛОВАТЬ
В чем разница между двухтактным и четырехтактным двигателем?
Основное механическое отличие двухтактного двигателя от четырехтактного заключается в том, что
- Двухтактные двигатели не имеют клапанов.
- Двухтактные двигатели срабатывают при каждом обороте поршня (четырехтактные двигатели срабатывают через каждые два оборота), что может привести к увеличению мощности двигателя меньшего размера.
- Двухтактные двигатели часто меньше, легче и проще, чем четырехтактные двигатели, и имеют более высокое отношение мощности к весу.
Как работают двухтактные двигатели
В двухтактном двигателе свеча зажигания срабатывает при каждом обороте, что отличается от четырехтактных двигателей. Как и в четырехтактном двигателе, в цилиндре смешиваются топливо и воздух. Топливно-воздушная смесь сжимается и выталкивается поршнем к свече зажигания — это называется тактом сжатия.
Когда топливно-воздушная смесь сжимается в поршне, создается вакуум, открывающий язычковый клапан, который всасывает воздух, топливо и масло из карбюратора. Свеча зажигания воспламеняет смесь, и поршень движется вниз под действием взрыва свечи зажигания.
Когда поршень возвращается в нижнее положение, выхлопные газы выпускаются из цилиндра, и цикл начинается заново со свежим топливом, поступающим в камеру. Это известно как инсульт сгорания.
Масла для двухтактных двигателей. Можно ли использовать обычное масло в двухтактном двигателе?
Поскольку масло является частью смеси, сгорающей при работе двухтактного двигателя, для двухтактных двигателей требуются специальные масла. Картер создает давление в камере топливно-воздушной смесью, а топливо смешивается с маслом. Из-за этой смеси топлива и масла для двухтактных двигателей часто требуются масла с меньшей вязкостью.
Недостатки двухтактных двигателей
Двухтактные двигатели часто имеют преимущества при использовании в небольших двигателях; но у них есть проблемы, которые делают их не такими эффективными в других операциях двигателя.
- Использование топлива в двухтактных двигателях не так эффективно — экономия топлива значительно ниже, чем в четырехтактных двигателях.
- Двухтактные двигатели производят значительно больше выбросов и загрязнений в результате сгорания масла и выделения углеводородов при сгорании топлива с маслом. Сгорание масла также может привести к образованию маслянистого дыма из двухтактного двигателя.
- Стоимость эксплуатации двухтактного двигателя выше, чем стоимость эксплуатации четырехтактного двигателя. Это результат снижения расхода топлива и того факта, что масло в двухтактном двигателе сжигается вместе с бензином. Обычно на галлон бензина в двухтактном двигателе сжигается около 4 унций масла.
- Тот факт, что смазка двигателя настолько отличается от двухтактной, часто приводит к сокращению срока службы двигателя.
Двухтактные двигатели широко используются в небольших двигателях, например, в небольших транспортных средствах, таких как квадроциклы, водные мотоциклы и садовая техника.
Они могут обеспечить более высокое отношение мощности к весу, что очень эффективно для определенного оборудования. Если у вас двухтактный двигатель, обязательно ознакомьтесь с разделом Castrol Oil Selector, чтобы найти подходящее двухтактное масло для вашего оборудования.
Двухтактные и четырехтактные двигатели | Crowley Marine
добавлено
обновлено
Разделы:
- Отличия
- Резюме
- Проверьте свои знания!
Четырехтактный двигатель
Все поршни сжигают топливо с выделением энергии в виде тепла и давления.
Давление, создаваемое воспламенением воздушно-топливной смеси, перемещает поршень вперед и назад в цилиндре, который перемещает шатун и заставляет коленчатый вал вращаться.
4-тактные двигатели могут использовать карбюратор, который смешивает воздух и топливо в надлежащем соотношении.
Однако в более новых 4-тактных двигателях вместо карбюраторов используются топливные форсунки.
Обычно каждый цилиндр имеет собственную топливную форсунку и, как правило, располагается рядом с впускным клапаном.
Иллюстрация четырехтактного двигателя
- Впускной клапан
- Топливно-воздушная смесь
- Выпускной клапан
- Свеча зажигания
- Рабочий ход
- Поршень
- Картер
Четырехтактный цикл
Такт впуска: Когда поршень движется вниз по цилиндру, впускной клапан открывается, всасывая свежий заряд воздуха и топлива. Как только поршень достигает своей нижней точки, впускной клапан закрывается, задерживая топливо в цилиндре.
Такт сжатия: когда поршень движется вверх по цилиндру, он сжимает топливно-воздушную смесь, и возникает искра.
Power Stroke: Возникшая искра воспламеняет топливно-воздушную смесь и создает огромное давление в цилиндре, заставляя поршень двигаться вниз.
Это будет сила, которая вращает коленчатый вал и, в конечном итоге, приводит в движение гребные винты лодки.Такт выпуска: как только поршень достигает дна цилиндра, открывается выпускной клапан, и поршень движется вверх, выталкивая избыточный газ из цилиндра
Это будет сила, которая вращает коленчатый вал и, в конечном итоге, приводит в движение гребные винты лодки.Двухтактный двигатель
В отличие от 4-тактного двигателя, в этом двигателе используются лепестковые клапаны. Эти язычковые клапаны имеют способность изгибаться, пропуская топливно-воздушную смесь, но не выпуская ее наружу.
Каждый цилиндр двухтактного двигателя имеет отдельный картер, в котором вращается коленчатый вал.
Картер каждого цилиндра изолирован от атмосферы так же, как и другие цилиндры и картеры. В отличие от 4-тактного, 2-тактный, когда его поршни совершают движение вверх внутри цилиндра, создает вакуум в нижней части картера, который втягивает воздушно-топливную смесь через карбюратор мимо язычкового клапана в коленчатый вал.
Иллюстрация двухтактного двигателя
Двухтактный цикл:
Как только поршень совершает ход вниз, он сжимает эту смесь внутри картера, и создаваемое давление затем закрывает язычковый клапан.
Затем, как только поршень оказывается в нижней части цилиндра, он открывает впускное отверстие стенки цилиндра. Все это делается с помощью прохода, который соединяет впускной порт с картером, который называется впускным или передаточным портом.Давление топливно-воздушной смеси в картере нагнетает смесь в цилиндр. Это выполняет ту же задачу, что и такт впуска на 4-тактном двигателе. Когда поршень снова поднимается, он перекрывает отверстия и запирает топливный воздух в цилиндре.
Поршень сжимает смесь внутри в верхней части цилиндра. Затем свеча зажигания воспламеняет смесь и увеличивает давление внутри цилиндра, заставляя поршень внутри цилиндра двигаться вниз, что в конечном итоге обеспечивает мощность для вращения коленчатого вала.
По мере того, как поршень снова приближается к нижней части цилиндра, отработанное воздушно-топливное топливо должно выходить через выпускное отверстие. Эти порты расположены ближе к верхней части цилиндров, чем впускные, поэтому поршень обнажает их первыми.
Это позволяет выхлопным газам быстрее выходить из цилиндра.Теперь, когда поршень обнажает впускные каналы, давление внутри картера выталкивает свежий заряд в цилиндр. Этот заряд помогает вытеснить оставшиеся выхлопные газы из цилиндра. Кроме того, когда поршень начинает еще один ход вверх, он сначала закрывает впускные каналы, вытесняя больше выхлопных газов, прежде чем поршень закроет выпускной канал.
Затем, как только поршень оказывается в нижней части цилиндра, он открывает впускное отверстие стенки цилиндра. Все это делается с помощью прохода, который соединяет впускной порт с картером, который называется впускным или передаточным портом.
Это позволяет выхлопным газам быстрее выходить из цилиндра.Преимущество двухтактного двигателя в том, что он выполняет две функции одновременно. В то время как поршень сжимает смесь внутри цилиндра, он также втягивает свежий заряд воздуха и топлива в картер. Когда смесь в цилиндре воспламеняется, это отталкивает поршень обратно вниз, а также сжимает смесь в картере, готовясь заменить отработавшие выхлопные газы в цилиндре свежим зарядом.
Два популярных метода очистки двухтактных двигателей
Продувка — это процесс выталкивания отработавших газов из цилиндра и всасывания свежего воздуха или топливно-воздушной смеси для следующего цикла.
Этот процесс необходим для бесперебойной работы двигателя внутреннего сгорания.
Поперечный поток или с перекрестным нагнетанием:
— Впускное и выпускное отверстия расположены на противоположных сторонах цилиндра. Верхняя часть поршня имеет купол дефлектора, который отклоняет свежий заряд вверх к верхней части цилиндра. Этот свежий заряд выталкивает выхлопные газы через поршень и выходит через выпускные отверстия.
С контурным наддувом:
— В двигателе с контурным наддувом, или, как его часто называют, с контурным наддувом, впускные каналы расположены вокруг отверстия цилиндра. Проходы во впускные отверстия имеют такую форму, чтобы направлять поступающий заряд к верхней части и центру цилиндра
Самая большая разница между ними заключается в том, что они по-разному направляют поток поступающего заряда.
Двигатели с перекрестным наддувом в основном зависят от формы купола дефлектора поршня, тогда как двигатели с циркуляционным наддувом зависят главным образом от формы впускных каналов.
Смазка
Еще одно принципиальное отличие четырехтактного двигателя от двухтактного – смазка. В большинстве четырехтактных двигателей используется масляная система под давлением, в которой масло проходит через весь двигатель, в отличие от двухтактного двигателя, где вы не можете использовать картер для смазки, так как он занят перекачкой воздуха и топлива в цилиндры. Таким образом, чтобы обойти это затруднительное положение, нужно смешать топливо с маслом в правильном соотношении.
Отличия
Резюме
Четырехтактные двигатели
:
Рабочий цикл четырехтактного двигателя состоит из четырех ходов поршня за два оборота коленчатого вала.
• Такт впуска – когда поршень движется вниз, впускной клапан открывается, всасывая в цилиндр свежий заряд топлива/воздуха. Впускной клапан закрывается, когда поршень достигает нижней точки хода.
• Такт сжатия – поршень движется вверх, сжимая топливно-воздушную смесь. Смесь воспламеняется, когда поршень приближается к верхней части цилиндра.
• Рабочий ход – давление расширяющихся газов толкает поршень вниз.
• Такт выпуска – когда поршень приближается к нижней части цилиндра, выпускной клапан
открывается, и поршень движется вверх, вытесняя выхлопные газы из цилиндра.
В большинстве четырехтактных двигателей используется масляная система под давлением с насосом для распределения масла по внутренним компонентам.
Двухтактные двигатели:
Рабочий цикл двухтактного двигателя состоит из двух ходов поршня за один оборот коленчатого вала. Ход поршня вверх:
• Всасывает свежую топливно-воздушную смесь через лепестковые клапаны в картер.
• Закрывает впускное и выпускное отверстия.
• Сжимает скопившуюся топливно-воздушную смесь в цилиндре.
Топливно-воздушная смесь воспламеняется. Поршень начинает свой ход вниз и:
• Закрывает пластинчатые клапаны.
• Сжимает топливо/воздух в картере.
• Открывает выпускное отверстие, позволяя выхлопным газам выходить из цилиндра.