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 →

Двухтактный двигатель в автомобиле – AvtoTachki

Мир автомобилей повидал немало разработок силовых агрегатов. Одни из них так и застыли во времени из-за того, что у конструктора не было средств для дальнейшего развития своего детища. Другие оказались малоэффективными, поэтому у таких разработок не было перспективного будущего.

Помимо классического рядного или V-образного мотора производители выпускали автомобили и с другими конструкциями силовых агрегатов. Под капотом некоторых моделей можно было увидеть двигатель Ванкеля, боксер (или оппозитный), водородный мотор. Некоторые автопроизводители до сих пор могут использовать такие экзотические силовые агрегаты в своих моделях. Помимо этих модификаций история знает еще несколько успешных нестандартных моторов (о некоторых из них есть отдельная статья).

Сейчас поговорим о таком двигателе, с которым практически никто из автомобилистов не сталкивается, если не говорить о необходимости покосить траву газонокосилкой или спилить дерево бензопилой. Это двухтактный силовой агрегат. В основном эта разновидность двс используется в мототехнике, в танках, поршневой авиации и т.д., но крайне редко в машинах.

Также двухтактные двигатели пользуются большим успехом в мотоспорте, так как у этих агрегатов есть существенные преимущества. Во-первых, на небольшой литраж у них огромная мощность. Во-вторых, благодаря упрощенной конструкции эти двигатели имеют небольшой вес. Эти факторы очень важны для спортивного двухколесного транспорта.

Рассмотрим особенности устройства таких модификаций, а также возможно ли использовать их в автомобилях.

Что такое двухтактный двигатель?

Впервые патент на создание двухтактного двс появился в начале 1880-х годов. Разработку представил инженер Дуглад Клерк. В устройство его детища входило два цилиндра. Один был рабочим, а другой нагнетал свежую порцию ВТС.

Спустя 10 лет появилась модификация с камерной продувкой, в которой уже не было нагнетательного поршня. Этот мотор спроектировал Джозеф Дэй.

Параллельно с этими разработками Карл Бэнц создавал собственный газовый агрегат, патент на производство которого появился в 1880-м году.

Двухтактный двигун, как следует из его названия, за один поворот коленчатого вала выполняет все такты, необходимые для подачи и сгорания воздушно-топливной смеси, а также для удаления продуктов горения в выхлопную систему транспорта. Эту способность обеспечивает особенность конструкции агрегата.

За один ход поршня в цилиндре выполняется два такта:

1. Когда поршень находится в нижней мертвой точке, цилиндр продувается, то есть удаляются продукты горения. Этот такт обеспечивается поступлением свежей порции ВТС, которая вытесняет выхлоп в выпускной тракт. В этот же момент происходит такт наполнения камеры свежей порцией ВТС.
2. Поднимаясь к верхней мертвой точке, поршень закрывает впускное и выпускное отверстие, благодаря чему обеспечивается сжатие ВТС в надпоршневом пространстве (без этого процесса невозможно эффективное сгорание смеси и нужной отдачи силового агрегата). В тот же момент в полость под поршнем всасывается дополнительная порция смеси воздуха и топлива. В ВМТ поршня создается искра, воспламеняющая воздушно-топливную смесь. Начинается рабочий ход.

На этом цикл мотора повторяется. Получается, в двухтактнике все такты выполняются за два хода поршня: пока он движется вверх и вниз.

Устройство двухтактного двигателя?

Классический двухтактный ДВС состоит из:

• Картера. Это основная часть конструкции, в которой при помощи шариковых подшипников закреплен коленвал. В зависимости от размеров цилиндропоршневой группы на коленчатом валу будет соответствующее количество кривошипов.
• Поршня. Это деталь в виде стакана, который закреплен на шатуне, подобно аналогу, использующемуся в четырехтактных моторах. В нем сделаны канавки для компрессионных колец. От плотности посадки поршня, как и в других разновидностях моторов, зависит КПД агрегата во время сгорания ВТС.
• Впускного и выпускного отверстий. Они сделаны в самом корпусе ДВС, куда подсоединены впускной и выпускной коллекторы. Газораспределительного механизма в таком двигателе нет, благодаря чему двухтактники обладают небольшим весом.
• Клапана. Эта деталь предотвращает выброс воздушно-топливной смеси обратно во впускной тракт агрегата. Когда поршень поднимается, под ним создается разрежение, перемещающее заслонку, через которую в полость поступает свежая порция ВТС. Как только происходит такт рабочего хода (сработала искра и смесь загорелась, перемещая поршень к нижней мертвой точке), этот клапан закрывается.
• Компрессионных колец. Это такие же детали, как и в любых других двигателях внутреннего сгорания. Их размеры подбираются строго под размеры конкретного поршня.

Конструкция двухтактника Хофбауэра

Из-за многих инженерных препятствий идею использования двухтактных модификаций в легковом автотранспорте до недавнего времени не получалось реализовать. В 2010-м году был совершен прорыв в этом отношении. Компания EcoMotors получила приличную инвестицию от Билла Гейтса и фирмы Khosla Ventures. Причиной таких растрат послужила презентация оригинального оппозитного двигателя.

Хотя такая модификация уже давно существует, Петер Хофбауэр создал концепцию двухтактника, который работал по принципу классического боксера. Компания назвала свое произведение ОРОС (переводится как оппозитные цилиндры и оппозитные поршни). Работать такой агрегат может не только на бензине, но и на дизеле, однако разработчик пока остановился на твердом топливе.

Если рассматривать в этом качестве классическую конструкцию двухтактника, то по идее его можно использовать в подобной модификации и устанавливать на легковой 4-колесный транспорт. Можно было бы, если бы не экологические стандарты и дороговизна топлива. В процессе работы обычного двухтактного ДВС часть воздушно-топливной смеси удаляется через выпускное отверстие в процессе продувки. Также в процессе сгорания ВТС сжигается и масло.

Несмотря на большой скептицизм инженеров ведущих автопроизводителей, двигатель Хофбауэра открыл двухтактникам возможность попасть под капот элитных автомобилей. Если сравнивать его разработку с классическим оппозитником, то новинка на 30 процентов легче, так как его конструкция насчитывает меньше запчастей. Также агрегат демонстрирует более эффективную выработку энергии в процессе работы по сравнению с четырехтактным боксером (повышение КПД в пределах 15-50 процентов).

Первая рабочая модель получила маркировку ЕМ100. Как заявляет разработчик, вес мотора составляет 134 кг. Его мощность составляет 325 л.с., а крутящий момент – 900Нм.

Особенность конструкции нового боксера заключается в том, что в одном цилиндре расположено два поршня. Они закреплены на одном коленчатом валу. Сгорание ВТС происходит между ними, благодаря чему высвобождающаяся энергия одновременно воздействует на оба поршня. Этим объясняется такой огромный крутящий момент.

Противоположный цилиндр настроен так, чтобы он срабатывал асинхронно с соседним. Благодаря этому обеспечивается плавность вращения коленвала без рывков со стабильным крутящим моментом.

В следующем видео сам Петер Хофбауэр наглядно демонстрирует, как работает его мотор:

opoc engine how it works. mp4

Смотрите это видео на YouTube

Рассмотрим подробней его внутреннее строение и общую схему работы.

Турбонаддув

Турбонаддув обеспечивается крыльчаткой, на валу которой установлен электрический двигатель. Хотя он частично будет работать от потока выхлопных газов, электронаддув позволяет крыльчатке быстрее набирать обороты и создавать напор воздуха. Чтобы компенсировать энергозатраты на раскрутку крыльчатки, устройство генерирует электричество, когда на лопасти действует давление выхлопных газов. Электроника также контролирует поток выхлопа, чтобы снизить загрязнение окружающей среды.

Этот элемент в инновационном двухтактнике довольно спорный. Чтобы быстро создать необходимый напор воздуха, электромотор будет расходовать приличное количество энергии. Для этого будущий автомобиль, в котором будет применяться данная технология, должен будет оснащаться более производительным генератором и аккумуляторными батареями с увеличенной емкостью.

На сегодняшний день эффективность электронаддува пока остается на бумаге. Производитель утверждает, что такая система улучшает продувку цилиндра, и вместе с тем позволяет извлечь максимум выгоды от двухтактного цикла. В теории эта установка позволяет в два раза увеличить литровую мощность агрегата, если сравнивать его с четырехтактными аналогами.

Внедрение такого оборудования однозначно сделает силовую установку более дорогостоящей, из-за чего пока дешевле использовать мощный и прожорливый классический ДВС, чем новый облегченный оппозитник.

Стальные шатуны

По своей конструкции агрегат напоминает двигатели ТДФ. Только в данной модификации встречные поршни приводят в движение не два коленвала, а один за счет длинных шатунов внешних поршней.

Внешние поршни в моторе закреплены на длинных стальных шатунах, которые соединены с коленвалом. Он расположен не по краям, как в классической модификации боксера, которая применяется в военной технике, а между цилиндрами.

Внутренние элементы тоже соединены с кривошипно-шатунным механизмом. Такое устройство позволяет извлекать больше энергии из процесса сгорания воздушно-топливной смеси. Мотор ведет себя так, словно в нем установлены кривошипы, которые обеспечивают увеличенный ход поршня, но при этом вал сохраняет компактные размеры и имеет небольшой вес.

Коленчатый вал

Мотор Хофбауэра имеет модульную конструкцию. Электроника способна отключать часть цилиндров, благодаря чему автомобиль может быть более экономичным, когда на ДВС оказывается минимальная нагрузка (например, при крейсерской скорости по ровной трассе).

В 4-тактных моторах с непосредственным впрыском (подробно о разновидностях систем впрыска читайте в другом обзоре) отключение цилиндров обеспечивается прекращением подачи топлива. В этом случае поршни все равно перемещаются в цилиндрах за счет вращения коленвала. Просто в них не происходит сгорание топлива.

Что касается инновационной разработки Хофбауэра, то отключение пары цилиндров обеспечивается специальной муфтой, установленной на коленчатом валу между соответствующими парами цилиндр-поршень. При отключении модуля муфта просто отсоединяет ту часть коленвала, которая отвечает за данную секцию.

Так как движущиеся поршни в классическом 2-тактном ДВС на холостом ходу все равно будут всасывать свежую порцию ВТС, в данной модификации этот модуль вообще перестает работать (поршни остаются обездвиженными). Как только нагрузка на силовой агрегат повышается, в определенный момент муфта подключает неработающую секцию коленвала, и мотор увеличивает мощность.

Цилиндр

Классические 2-тактники в процессе проветривания цилиндра выбрасывают в атмосферу часть несгоревшей смеси. Из-за этого транспорт, оснащенный таким силовым агрегатом, не способен соответствовать экологическим стандартам.

Чтобы исправить этот недостаток, разработчик двухтактного оппозитника спроектировал особенную конструкцию цилиндров. В них также сделаны впускные и выпускные отверстия, но их расположение снижает вредные выбросы.

Как работает двухтактный ДВС

Особенность работы классической двухтактной модификации заключается в том, что коленвал и поршень находятся в полости, заполненной воздушно-топливной смесью. На впускном отверстии установлен впускной клапан. Его наличие позволяет создать давление в полости под поршнем, когда он начинает движение вниз. Этот напор ускоряет продувку цилиндра и удаление отработанных газов.

Когда поршень перемещается внутри цилиндра, он поочередно открывает/закрывает впускное и выпускное отверстия. По этой причине конструктивные особенности агрегата позволяют не использовать газораспределительный механизм.

Чтобы трущиеся элементы чрезмерно не изнашивались, они нуждаются в качественной смазке. Так как данные моторы имеют простое строение, они лишены сложной системы смазки, которая доставляла бы масло к каждой детали ДВС. По этой причине в топливо добавляют некоторое количество моторного масла. Для этого используется специальная марка для двухтактных агрегатов. Этот материал должен сохранять смазывающие свойства при высоких температурах, а при сгорании вместе с топливом не оставлять нагара.

Хотя двухтактные двигатели не нашли широкое применение в автомобилях, история знает периоды, когда под капотом некоторых грузовых (!) автомобилей стояли именно такие моторы. Примером тому служит дизельный силовой агрегат ЯАЗ.

В 1947-м году на 7-тонные грузовики ЯАЗ-200 и ЯАЗ-205 устанавливался рядный 4-цилиндровый дизель данной разработки. Несмотря на большой вес (около 800 кг.), агрегат имел меньшие вибрации, чем многие ДВС отечественных легковых автомобилей. Причина в том, что в устройство этой модификации входит два вала, которые синхронно вращаются. Этот уравновешивающий механизм гасил большинство вибраций мотора, из-за которых деревянный кузов грузовика быстро рассыпался бы.

Подробней о работе 2-тактных моторов рассказывается в следующем видео:

2 ТАКТА. Попробуем понять…

Смотрите это видео на YouTube

Где нужен двухтактный мотор

Устройство 2-тактного мотора более простое по сравнению с 4-тактным аналогом, благодаря чему их применяют в тех отраслях, где вес и объемы имеют большее значение, чем расход топлива и другие параметры.

Так, подобные моторы устанавливаются на легких колесных газонокосилках и ручных триммерах для садоводов. В руках держать тяжелый мотор очень затрудняет работу в саду. Эта же концепция прослеживается при изготовлении бензопил.

От веса водного и авиатранспорта также зависит его эффективность, поэтому производители идут на компромисс с большим расходом топлива ради создания более легких конструкций.

Однако 2-таткники используются не только в сельскохозяйственной и некоторых разновидностях авиатехники. В авто/мотто спорте вес играет не меньшее значение, чем в планерах или газонокосилках. Чтобы болид или мотоцикл развивал большую скорость, конструкторы, создавая такой транспорт, используют облегченные материалы. Подробно о том, из каких материалов изготавливаются кузова автомобилей, рассказывается здесь. По этой причине данные двигатели имеют преимущество перед тяжелыми и сложными в техническом плане 4-тактных аналогов.

Вот небольшой пример эффективности двухтактной модификации двс в спорте. Начиная с 1992-го года, на мотогогонках MottoGP в некоторых мотоциклах использовался японский V-образный двухтактный мотор с 4-мя цилиндрами Honda NSR500. При объеме в 0.5 литра этот агрегат развивал 200 лошадиных сил, а коленчатый вал раскручивался до 14 тысяч оборотов в минуту.

Крутящий момент в 106 Нм. достигался уже на 11.5 тысячах. Пиковую скорость, которую был способен развить такой малыш, составляла более 320 километров в час (в зависимости от веса мотоциклиста). Вес самого двигателя составлял всего 45кг. На один килограмм веса транспорта приходится почти полторы лошадиные силы. Большинство спорткаров позавидует такому соотношению мощности и веса.

Сравнение двухтактного и четырехтактного двигателя

Спрашивается, почему тогда машина не может иметь такой производительный агрегат? Во-первых, классический двухтактник самый неэкономный агрегат из всех, которые используются в автотранспорте. Причина тому в особенностях продувки и наполнении цилиндра. Во-вторых, что касается гоночных модификаций, подобных Honda NSR500, то из-за высоких оборотов рабочий ресурс агрегата очень маленький.

К преимуществам 2-тактного агрегата перед 4-тактным аналогом относятся:

• Возможность с одного оборота коленвала снять мощность, в полтора-1. 7 раза превышающую той, которая вырабатывается классическим мотором с газораспределительным механизмом. Этот параметр имеет большее значение для тихоходной морской техники и моделей поршневой авиации.
• За счет особенностей конструкции ДВС имеет меньшие габариты и вес. Этот параметр очень важен для легкой техники, например, скутеров. Раньше такие силовые агрегаты (обычно их объем не превышал 1.7 литра) устанавливались в малолитражных автомобилях. В таких модификациях обеспечивалась кривошипно-камерная продувка. Некоторые модели грузовиков тоже оснащались двухтактными моторами. Обычно объем таких двс составлял минимум 4.0 литра. Продувка в таких модификациях осуществлялась прямоточным типом.
• Их детали меньше изнашиваются, так как подвижные элементы для достижения того же эффекта, что и в 4-тактных аналогах, выполняют в два раза меньше движений (два такта совмещены в один ход поршня).

4-тактный мотор

Несмотря на эти плюсы, у двухтактной модификации двигателей есть существенные недостатки, из-за которых пока не практично использовать ее в автомобилях. Вот некоторые из этих минусов:

• Карбюраторные модели работают с потерей свежего заряда ВТС в процессе продувки камеры цилиндра.
• В 4-тактном варианте отработанные газы удаляются в большей степени, чем у рассматриваемого аналога. Причина тому, что в 2-тактнике при продувке поршень не достигает верхней мертвой точки, а этот процесс обеспечивается только во время его небольшого хода. Из-за этого некоторая часть воздушно-топливной смеси попадает в выпускной тракт, а в самом цилиндре остается больше отработанных газов. Чтобы снизить количество несгоревшего топлива в выхлопе, современные производители разработали модификации с инжекторной системой, но и в этом случае невозможно полностью удалить остатки горения из цилиндра.
• Эти моторы более прожорливые по сравнению с 4-тактными модификациями с идентичным объемом.
• Для продувки цилиндров в инжекторных моторах используются турбонагнетатели с большой производительностью. В таких моторах воздуха расходуется в полтора-два раза больше. По этой причине требуется установка особенных воздушных фильтров.
• При достижении максимальных оборотов 2-тактный агрегат создает больше шума.
• Они сильнее дымят.
• На низких оборотах они создают сильные вибрации. Разницы у одноцилиндровых моторов с четырьмя и двумя тактами в этом отношении нет.

Что касается долговечности двухтактных двигателей, то бытует мнение, что из-за плохой смазки они быстрее выходят из строя. Но, если не брать во внимание агрегаты для спортивных мотоциклов (большие обороты быстрее выводят из строя детали), то в механике работает ключевое правило: чем проще конструкция механизма, тем дольше он прослужит.

У 4-тактников большее количество мелких деталей, особенно в газораспределительном механизме (о том, как работают фазы газораспределения, читайте здесь), которые в любой момент могут сломаться.

Как видно, развитие двигателей внутреннего сгорания до сих пор не остановилось, поэтому кто знает, какой прорыв в этой области совершат инженеры. Появление новой разработки двухтактного двигателя подает надежды, что в ближайшем будущем автомобили будут оснащаться легкими и более производительными силовыми агрегатами.

В завершение предлагаем посмотреть на еще одну модификацию двухтактного мотора с поршнями, двигающимися навстречу друг другу. Правда, эту технологию нельзя назвать инновационной, как у варианта Хофбауэра, потому что такие двс начали использоваться еще в 1930-х годах в военной технике. Однако для легкового транспорта подобные 2-тактники еще не применялись:

Ошеломляющий Двигатель Со Встречным Движением Поршней 2018

Смотрите это видео на YouTube

Вопросы и ответы:

Что значит 2 х тактный двигатель? В отличие от 4-тактного мотора все такты выполняются за один оборот коленчатого вала (за один ход поршня выполняется два такта). В нем процесс наполнения цилиндра и его проветривания совмещены.

Как смазывается двухтактный двигатель? Смазка всех трущихся внутренних поверхностей двигателя осуществляется за счет масла, находящегося в топливе. Поэтому масло в таком моторе нужно постоянно доливать.

Как работает 2 тактный двигатель? В этом ДВС четко выражены два такта: сжатие (поршень движется к ВМТ и постепенно перекрывает сначала продувочное, а затем выпускное окно) и рабочий ход (после воспламенения ВТС поршень движется к НМТ, открывая те же окна для продувки).

Что такое двухтактный двигатель и почему его нужно было убить?

Карл Бенц был первым, кто зарегистрировал двухтактный двигатель в книгах (патент) еще в 1879 году. Чтобы вы знали, Карл Бенц — тот же человек, который основал бренд «Мерседес-Бенц». Почти десять лет назад двухтактные мотоциклы были основным выбором любителей мотоциклов. Yamaha RX-100, Yezdi и другие были по-старому крутыми.

Но что изменилось? Что было такого особенного в этих двухтактных двигателях? характерные характеристики этих двигателей, в том числе мощность, сделали их популярными. Двухтактный двигатель более мощный, чем его четырехтактный аналог того же рабочего объема. Мощные двухтактные двигатели также издают характерный звук, который можно ассоциировать только с этим типом двигателя.

Ямаха RX 100 | Забытые велосипеды в Индии | 2-тактный мотоцикл

Итак, теперь возникает вопрос, зачем нужно было убивать 2-тактный мотор?

Ответ на этот вопрос заключается в работе двухтактного двигателя. Итак, не теряя времени, давайте посмотрим, как работает этот движок.

Двухтактный двигатель | Рабочий Двухтактный двигатель | Источник изображения: (1)

В отличие от 4-тактного двигателя, который имеет 4 такта, в которых только один такт производит мощность, двухтактный двигатель работает наоборот. Этот тип двигателя вырабатывает мощность при каждом втором такте, что значительно увеличивает выходную мощность двигателя. Но каковы ходы двухтактного двигателя?

1. Ход вверх
2. Ход вниз

Чем отличается двухтактный двигатель?

Основные детали такие же, как и в 4-тактном двигателе, такие как поршень, камера сгорания и свеча зажигания, но разница заключается в подаче заряда в двигатель. (воздушно-топливная смесь).

• Начнем с того, что в двухтактном двигателе нет клапанов, вместо этого работу выполняют порты. Движение поршня открывает или закрывает порты.
• В отличие от любого двигателя, у этого есть перепускное отверстие, через которое свежий заряд переносится из картера в камеру сгорания.
• Хоть мотор и поршневой, но он немного отличается от обычных. Головка поршня имеет выступ.

Подробнее об этом далее в статье. Итак, не теряя времени, вот как работает двухтактный двигатель.

Загрузите приложение GoMechanic прямо сейчас!

Ход вверх Ход вверх | Источник изображения: (1)

Секрет кроется в деталях. При ходе вверх поршень движется от НМТ (нижней мертвой точки) к ВМТ (верхней мертвой точке).

• При этом движении поршень сжимает заряд в камере сгорания. Наряду с этим выхлопные газы также выбрасываются из выпускного отверстия.
• Здесь пригодится горб на головке поршня, так как он еще больше толкает газы к выпускному отверстию.
• Кроме того, благодаря движению поршня вверх впускное отверстие открывается, пропуская свежий заряд в картер.

Следовательно, такты сжатия и всасывания происходят одновременно.

Ход вниз Ход вниз | Источник изображения: (1)

Это ход, при котором поршень перемещается от ВМТ к НМТ.

• Во-первых, именно процесс сгорания заставляет поршень двигаться сверху вниз.
• Кроме того, когда поршень движется вниз, выпускное отверстие открывается, что позволяет выхлопным газам выходить.
• Одновременно впускное отверстие закрывается, и благодаря вакууму свежий заряд в картере поступает в камеру сгорания для сжигания через передаточный порт.

Теперь цикл повторяется, и мощность генерируется всего за два удара. Другими словами, каждое движение вниз происходит из-за рабочего хода. Двухтактный двигатель мощнее, им приятно управлять, и он звучит лучше.

Так почему же мы не видим его сейчас?

Почему двухтактных двигателей больше нет? Delhi Загрязнение

Единственная причина, по которой этот двигатель больше не существует, это «ЗАГРЯЗНЕНИЕ».

• В двухтактном двигателе для смазки используется смесь топлива и масла (2T-масло), а топливовоздушная смесь сгорает в камере сгорания.
• Смазочное масло также сгорает вместе с зарядом, образуя густой белый дым. Этот дым очень заметен и неблагоприятно влияет на окружающую среду.
• Мало того, после сгорания некоторые несгоревшие газы также загрязняют окружающую среду.
• В конце концов, производители не смогли снизить выбросы в соответствии с тогдашними новыми нормами (Индия, 2000 г.).

Тем не менее, у некоторых бензиновых энтузиастов в гараже стоит двухтактный мотоцикл или скутер. Конечно, этот мотор был драгоценным двигателем. Вы должны управлять им, прежде чем поверить в это. Чистая сила была просто поразительной.

Читайте также: Что такое редлайнинг двигателя и вредит ли он вашему двигателю?

ДВУХТАКТНЫЙ МОТОР ДЕЙСТВИТЕЛЬНО БУДЕТ НЕДОСТАТОЧЕН.

Информативное чтение: Объяснение системы «By-Wire» (привод, тормоз, рулевое управление, переключение передач, дроссельная заслонка)

Двухтактный двигатель: все, что вам нужно знать Наиболее распространенная форма с начала 20 века.

  Однако в настоящее время двухтактные двигатели сильно уступили четырехтактным двигателям. Тем не менее, есть мотоциклетные бренды, которые не хотят, чтобы этот тип двигателя исчез, и продолжают развивать их, чтобы адаптировать их к действующим правилам.

Что такое двухтактный двигатель?

На протяжении всей истории двухтактный двигатель был наиболее часто используемым двигателем в мотоциклах. Однако для двухтактных двигателей выполнить требования стандартов на выбросы сложнее, чем для четырехтактных. Происхождение двухтактного двигателя восходит к 1879 году. В том же году шотландец по имени Дугалд Клерк разработал первый двухтактный двигатель 9.0008, а в следующем году немец Карл Бенц провел первые эксперименты с несколькими моделями, которые он построил сам, которые толкали разные модели автомобилей.

Шасси, тормоза, шины, обтекатели… Все части мотоцикла претерпели значительные изменения на протяжении всей истории, и, конечно же, двигатели тоже. Первые мотоциклы с двухтактными двигателями не выпускались до начала 20 века . Использование этого типа двигателя произвело революцию в мире мотоциклов, открыв рынок и став предпочтительным двигателем для приводит в действие самые легкие и экономичные модели . Это было потому, что они были проще и, следовательно, легче в производстве.

Как работает двухтактный двигатель?

Двухтактный двигатель назван так из-за числа ходов, которое поршень совершает при завершении цикла. Этот цикл состоит из четырех фаз, известных как впуск (также называемый всасыванием), сжатие , сгорание (или взрыв) и выпуск . Этот цикл выполняется за два хода поршня, первый ход вниз и второй ход вверх, что соответствует одному обороту коленчатого вала.

Для того, чтобы все работы были выполнены за столь короткий промежуток времени, в двухтактном двигателе используется головка поршня для сжатия воздуха в камере сгорания, а также его нижняя часть для сжатия газов в картера. Верхняя часть двухтактного двигателя ограничена сверху головкой блока цилиндров и снизу поршнем, и здесь происходит процесс горения , в соответствующих четырех фазах, причем первая перекрывается с последней. Это приводит к разделению цилиндра таким образом, чтобы продукты сгорания не смешивались со свежими газами , которые регулируются карбюратором перед поступлением в цилиндр.

Нижняя часть двухтактного двигателя между нижней частью поршня и коленчатым валом отвечает за процесс впуска и, таким образом, за подачу воздушно-бензиновой смеси извне. Эта нижняя часть периодически связана с верхней частью через переходы.

Если принять за отправную точку момент сгорания смеси в верхней точке, то двухтактный двигатель работает следующим образом: при достижении поршнем верхней мертвой точки смесь поджигается искрой от свечи зажигания и взрывается, и этот взрыв запускает поршень в так называемую нижнюю мертвую точку.

В определенный момент спуска открывается выпускное отверстие, расположенное на периферии цилиндра и выходящее наружу. Из-за высокого давления в цилиндре дымовые газы выходят с высокой скоростью через это отверстие, снижая давление внутри цилиндра.

Поршень продолжает двигаться вниз, а затем обнажаются передачи, стратегически расположенные по бокам цилиндра. Через них поступает свежая смесь из нижней части двигателя, которая находилась под давлением под поршнем. Передачи должны быть ориентированы таким образом, чтобы свежий газ выталкивал продукты сгорания в выпускное отверстие, не смешивая их друг с другом.

Впуск и выпуск Фазы выполняются в течение всего хода поршня вниз и значительной части хода вверх. Когда он поднимается, он сначала закрывает впускное, а затем выпускное отверстие, и именно тогда начинается часть такта сжатия, заканчивающаяся в верхней мертвой точке, когда свеча зажигания производит искру, которая вызывает повторение цикла.

Эти 4 этапа, разделенные на 2 такта, заставляют взрыв смеси перемещать поршень при прямолинейном движении вдоль стенок цилиндра эта линейная сила передается вращательной силе с помощью коленчатого вала, который, в свою очередь, передает эту энергию через ряд подшипников и шестерен, проходящих через сцепление и коробку передач (в ручных двигателях ), либо через вариатор (в автоматических двигателях) до ведущего колеса.

Таким образом, можно сказать, что двухтактный двигатель имеет две ступени впуска: Впуск в цилиндр и впуск в картер , так что, когда они складываются вместе, период приема занимает практически весь цикл. Однако для простоты мы обычно описываем его в этих двух тактах: первый — впуск — сжатие, а второй — сгорание — выпуск.

Первый такт: впуск (или всасывание) – сжатие

Первый такт мы определяем как подъем поршня, который сжимает смесь воздуха, топлива и масла в цилиндре и одновременно создает вакуум в цилиндре. картер. По завершении хода поршень очищает всасывающее или предвпускное отверстие и заполняет картер карбюраторной бензиновой смесью.

Второй такт: сгорание (или взрыв) – выпуск

Сжатие вызывает искру в свече зажигания, которая воспламеняет сжатую смесь и создает воспламенение, которое затем толкает поршень вниз с большой силой. Направленный вниз поршень предварительно сжимает смесь в картере, и поршень сначала очищает выпускное отверстие, через которое выхлопные газы выходят , а затем перепускное отверстие, соединяющее картер с цилиндром, так что предварительно сжатая смесь проходит через него и заполняет цилиндр за выбрасывает последние следы выхлопных газов . Затем цилиндр готов начать новый двухтактный цикл.

Одной из характеристик двухтактного двигателя является то, что его внутренняя смазка не может выполняться маслом в картере, так как он используется в качестве камеры сжатия для свежих газов, поэтому смазка должна поступать снаружи включено в свежих газах, которые поэтому состоят из смеси воздуха, бензина и масла.

Еще один интересный факт заключается в том, что не все когда-либо построенные двухтактные двигатели были одноцилиндровыми. Выпускались также двух-, трех- и четырехцилиндровые мотоциклетные двигатели.

Из каких частей состоит двухтактный двигатель?

Двухтактный двигатель разделен на две части: верхнюю и нижнюю. Верхняя часть состоит из цилиндра, головки блока цилиндров, свечи зажигания, поршня и поршневых колец. Нижняя часть состоит из коленчатого вала, шатуна и картера. Две части соединены линиями передачи , известными как передачи. Кроме того, в цилиндре есть два окна, называемые портами. Один из них является впускным, через который поступают свежие газы извне, а другой — выхлопным, который выпускает газы после их сгорания.

Вы можете обратиться ко всем частям двигателя, но для понимания их можно сгруппировать в три группы: неподвижные части, движущиеся части и вспомогательные системы:

Неподвижные части

– цилиндр : это полость двигателя, которая, как следует из названия, имеет цилиндрическую форму и внутри которой движется поршень. Он закрыт снизу головкой блока цилиндров и сверху картером. В цилиндре есть порты, обеспечивающие газообмен.

– головка блока цилиндров: это часть, которая закрывает цилиндр и содержит камеру сгорания. Он образует камеру, в которой движется поршень, и может быть отлит за одно целое с самим цилиндром.

– картер: это камера, где встречаются коленчатый вал и шатун и которая активирует газообмен.

Движущиеся части

Движущиеся части двухтактного двигателя:

– поршни: это цилиндрические детали, которые перемещаются внутри цилиндра, осуществляя газообмен и вызывая движение, которое достигает шатунов и коленчатого вала.

– шатуны: это удлиненные детали, соединяющие поршни с коленчатым валом, передающие импульс поршня коленчатому валу для преобразования прямолинейного движения во вращательное.

– коленчатый вал: это вал с углами или изгибами, похожий на кривошип, который изменяет прямолинейное движение поршня на вращательное движение, толкающее трансмиссию и, следовательно, ведущее колесо.

Вспомогательные системы:

– карбюратор: это механическая часть, отвечающая за приготовление топливно-воздушной смеси в правильной пропорции для воспламенения бензина. Смесь известна как свежий газ или просто газ.

– система зажигания: это электрический механизм, который генерирует ток и регулирует напряжение тока для создания искры, воспламеняющей газ в камере сгорания.

– выхлоп: это часть, отвечающая за удаление газов, образующихся при сгорании, наружу, а также помогающая снизить температуру дымовых газов и удерживать некоторые загрязняющие частицы.

Эволюция двухтактных двигателей

С середины 1970-х годов двухтактные двигатели стали оснащаться силовым клапаном в области выпускного отверстия цилиндра . В некоторых случаях производительность была очень высокой, и они выдавали мощность, которую было трудно контролировать, поэтому эта система была разработана, чтобы попытаться сделать подачу более прогрессивной . Выпускной клапан открывается более или менее в зависимости от оборотов двигателя, и его функция заключается в улучшении приемистости или, другими словами, в повышении крутящего момента на низких и средних оборотах. Назначение выпускных клапанов — увеличить рабочий диапазон двигателей и тем самым сделать их более работоспособными. Приведение в действие этих элементов может быть механическим, электронным или гидравлическим. Можно сказать, что у каждой марки мотоциклов своя система, хотя все они разрабатывались с одной и той же целью.

В те годы во впускной коллектор также стали устанавливать геркон или герконовый блок, который мог соединяться с цилиндром или непосредственно с картером, или с тем и другим одновременно. Клапан этого типа пропускает газы только в направлении впуска двигателя . Лопасти установлены на жесткой опоре и приподняты только с одной стороны, что позволяет поступать свежим газам и предотвращает выход части их за счет забора.

Другой менее распространенный тип системы впуска, используемый в некоторых двухтактных двигателях — поворотный клапан . В этой системе впуск расположен с одной стороны двигателя и соединяется непосредственно с картером.

Чем он отличается от четырехтактного двигателя?

Четырехтактному двигателю требуется четыре хода поршня для завершения четырех стадий или, другими словами, он должен совершить два оборота коленчатого вала для завершения стадий впуска, сжатия, сгорания и выпуска.

Преимущества и недостатки двухтактных двигателей

По сравнению с двухтактным двигателем, четырехтактный двигатель имеет меньшую удельную мощность (от 30 до 50%), поэтому при одинаковом рабочем объеме производительность двухтактного двигателя выше.

Однако при одинаковой кубатуре двухтактный двигатель потребляет больше бензина и больше загрязняет окружающую среду. Поскольку двухтактный двигатель производит больше мощности, он также больше нагревается и поэтому требует более эффективной системы охлаждения.

Четырехтактные двигатели состоят из большего количества деталей, чем двухтактные. Их головки цилиндров включают впускные и выпускные клапаны, приводимые в движение распределительными валами, а они, в свою очередь, приводятся в движение цепями, зубчатыми ремнями, шестернями и т. д. Это означает, что

не только дороже в производстве, но и тяжелее и сложнее.