Чем отличается двухтактный двигатель от четырёхтактного
В наше время невозможно представить повседневную жизнь без двигателей внутреннего сгорания. Они используются повсеместно, от транспорта до вашей газонокосилки. Поршневые агрегаты, не зависимо от того, что есть аналоги, признаны и среди создателей, и среди потребителей. Они, пропорционально числу тактов, необходимых для рабочего оборота коленчатого вала, делятся на двухтактные и четырёхтактные. Два оборота равны одному обороту коленвала. Если говорить о топливе, то есть как бензиновые, так и дизельные модели.
Что касается четырёхтактного варианта, то он устанавливается в средства передвижения, а двухтактный встречается в конструкциях, где главную роль играют вес и габариты.
Почему ДВС разделяются на 2-тактные и 4-тактные
Самым явным отличием является режим возгорания горючей смеси. Это можно отследить визуально и по звуку, так как двухтактный мотор звучит громко и гулко, а четырёхтактному свойственен спокойный и равномерный звук.
Вариативность моторов зависит от впуска горючего и вывода отработки. Если в двухтактном двигателе горючая смесь проходит и выходит через окна в стенках, то в четырёхтактный этот процесс происходит посредством клапанов. Следовательно, найти четырёхтактный двигатель можно по устройству механизма клапанов, так как над головкой блока цилиндров прикреплена коробка распредвала со шкивом. Плюс к этому у нижнего распредвала протягиваются штоки привода клапанов к клапанной коробке.
Помимо вышесказанного, патрубки четырёхтактного мотора находятся на вершине цилиндра. А вот у второго вида патрубок один (выпускной) и находится внизу цилиндра. Случается и такое, что на вершине двухтактника находится только контакт свечи.
Особенности работы двухтактника
Упоминалось ранее, что главным отличием этих двух двигателей выступает режим возгорания. Полезный процесс двухтактника включает две фазы: сжатие рабочего хода и его расширение. Если в четырёхтактниках впуск топлива и выпуск газов производится поочерёдно по тактам, то двухтактные двигатели совершают это вместе с сжатием и расширением.
Поршень меняет своё положение из нижней позиции в верхнюю мёртвую позицию. После перекрытия воздушной заслонки, через которую горюче-воздушная смесь проникает в цилиндр и затем в отсек для выхода отработавших газов, она начинает сжиматься. Параллельно, кривошипная камера восстанавливает разрежение, которое потребляет топливо порционно. Когда поршень подходит к ВМТ (верхней мёртвой точке), образуется искра свечи, которая воспламеняет смесь. Как следствие, образуются газы, перемещающие поршень вниз и крутящие коленвал.
Давление в самой кривошипной камере значительно повышается, за счёт чего и сжимается жидкая смесь. Газы отработки выходят в глушитель, когда уплотнитель поршня касается воздушной заслонки. Дальнейшие сдвиги открывают заслонку, и горючая смесь из-за давления попадает в цилиндр. Цикл возобновляется заново, когда поршень снова переходит в НМТ (нижнюю мёртвую точку).
Схема работы четырёхтактника
Суть механизма четырёхтактного двигателя заключается в увеличенном числе фаз и задействовании клапанов.
Таким образом, рабочий цикл 4-тактного карбюраторного двигателя проходит в 4 этапа: помимо сжатия и расширения, есть ещё впуск и выпуск. Вместе с впуском поршень переходит из ВМТ в НМТ. В это время кулачки распредвала обеспечивают попадание топливной жидкости в цилиндр.
Возвратный ход поршня сжимает жидкость и поднимает её температуру. Перед самим сжатием свечи образуют искру, которая поджигает смесь. Та сгорает и выдаёт горючий газ, опускающий поршень вниз. Когда он оказывается в нижней позиции, открывается выпускной клапан. Через него поднимающийся вверх поршень выталкивает газы из цилиндра. Так протекает третий такт – выпуск. По достижению ВМТ клапан закрывается, а весь цикл повторяется сначала.
Какой из двигателей мощнее
Если рассматривать равные по размеру и частоте вращения вала цилиндры, то теоретическая мощность 2-тактного двигателя выше мощности 4-тактного в 2 раза. Это обусловлено тем, что количество рабочих циклов двухтактника больше. Но если брать во внимание то, что ход поршня для расширения используется не полностью, а остаточные газы хуже освобождаются из цилиндра и доля производимой мощности уходит на продувку, то фактически мощность выше примерно на 60%.
Разница в расходе топлива
Несмотря на то, что удельная и литровая мощности четырёхтактного двигателя меньше, чем у двухтактного, он более экономичен. Дело в том, что горюче-воздушная смесь устраняет газы отработки из цилиндра. В итоге некоторое количество горючего оказывается в выхлопных каналах и выходит с газами отработки.
Принцип смазки
Эти два образца двигателя отличаются по особенностям смазки. 2т двигатели требуют соединения моторного масла и бензина в конкретных соотношениях 1 к 50. Масло смазывает подшипники коленвала и шатуна во время циркуляции и сгорает вместе с топливом. Продукты сгорания выводятся вместе с газами отработки.
Существует два метода смешать бензин и масло. Один это перемешивание непосредственно перед тем, как залить в бак, второй – подача по-отдельности, при которой жидкости смешиваются уже в патрубке. Для раздельной подачи мотор оснащён масляным бачком. При этом трубопровод соединяется с насосом и получает точное количество необходимого масла.
Раздельная подача уменьшает дымность, снижает уровень нагара и уменьшает расход масла.
Четырёхтактные двигатели не требуют смешивания – бензин и масло подаются отдельно. Такие моторы имеют стандартную систему смазки, которая включает в себя: насос, клапаны, специальные фильтры, трубопроводы. Вместо масляного бачка может быть задействован картер двигателя.
Детали имеют свои продукты износа, и для очистки масла применяются специальные фильтры. Если температура масла подскакивает выше нормы, устанавливают охлаждающие радиаторы.
Различия в масле
Кардинальное отличие между смазкой одного и второго мотора заключается в том, что масло для двухтактника разбавляется бензином и в итоге сгорает вместе со смесью.
Если рассматривать четырёхтактный вариант, то в нем избегается всеми мерами попадание масла в камеры, предназначенных для сгорания топлива. Выводом из этого получается то, что для четырёхтактного агрегата используется масло, которое располагает полным спектром смазывающих свойств на протяжении продолжительного времени, а для второго важно чтобы после масла не оставалась сажа и оно полностью сгорало в сумме с горючим.
В итоге двухтактный и четырёхтактный двигатели во многом различны, как в принципе работы, так и особенностях использования. Задавайте возникшие вопросы в комментариях и делитесь своим мнением.
Двухтактный двигатель
16.09.2022
Двухтактный двигатель — двигатель внутреннего сгорания, в котором рабочий процесс в каждом из цилиндров совершается за один оборот коленчатого вала, то есть за два хода поршня. Такты сжатия и рабочего хода в двухтактном двигателе (за исключением двигателя Ленуара) происходят так же, как и в четырёхтактном (а значит, возможна реализация тех же термодинамических циклов, кроме цикла Аткинсона), но процессы очистки и наполнения цилиндра совмещены и осуществляются не в рамках отдельных тактов, а за короткое время, когда поршень находится вблизи нижней мёртвой точки.
Процесс удаления из цилиндра отработавших газов и наполнения его свежим зарядом в двухтактном двигателе называется продувкой.
История
Один из первых патентов на двухтактный двигатель был выдан в 1881 году шотландскому инженеру Дугладу Клерку. Его двигатель состоял из двух цилиндров: рабочего и нагнетательного. Впервые двухтактный двигатель с камерной продувкой, не требующей дополнительных поршней предложил английский изобретатель Джозеф Дей в 1891 году и в дальнейшем доработан одним из его подчинённых, Фредериком Коком. Независимо от них в 1879 году Карл Бенц построил двухтактный газовый двигатель, на который получил патент в 1880 году. В 1907 году двухтактный дизель водяного охлаждения с противоположно-движущимися поршнями с двумя коленвалами был построен на Коломенском заводе. Для продувки использовался один из цилиндров. Конструктор, главный инженер Коломенского завода Раймонд Александрович Корейво, 6 ноября 1907 года запатентовал двигатель во Франции, потом демонстрировал его на международных выставках.
Дизели Корейво серийно использовались при постройке теплоходов. В 1908 году двухтактный двигатель нашёл применение на построенном Альфредом Скоттом из Йоркшира мотоцикле — это был двухцилиндровый двухтактный двигатель с водяным охлаждением.
Сравнение двухтактного и четырёхтактного двигателя
Рабочий цикл двухтактного двигателя происходит за один оборот коленчатого вала, что позволяет снимать в 1,5-1,7 раза большую мощность с того же рабочего объёма при тех же оборотах двигателя. Это особенно актуально при создании тяжёлых тихоходных двигателей средних и тяжёлых судов, соединяемых непосредственно с валом гребного винта регулируемого шага, а также в поршневой авиации, где для эффективной работы воздушного винта также требуются сравнительно низкие рабочие обороты, что позволяет устранить из конструкции редуктор привода на винт.
В качестве автомобильного или, тем более, мотоциклетного такой двигатель менее выгоден, тем не менее также позволяет создать сравнительно компактные, но мощные силовые агрегаты, нашедшие применение в мототехнике и, ранее, микролитражных и малолитражных легковых автомобилях (с кривошипно-камерной продувкой, рабочим объёмом обычно до 1,5 — 1,7 литра), а также на грузовых автомобилях и автобусах (с прямоточной продувкой, рабочим объёмом обычно от 4 литров и более).
Из-за вдвое большей частоты рабочих тактов и за счет омывания деталей, обеспечивающих выхлоп, удвоенным количеством выхлопных газов, эти детали двигателя находятся в более напряжённом тепловом режиме. В двигателях большой мощности обязательно используется принудительное охлаждение поршней.
За счёт вдвое меньшего количества нерабочих ходов поршня в каждом рабочем цикле вдвое уменьшаются потери на трение.
В двухтактных двигателях необходимо искать компромисс между качеством продувки и потерями свежего заряда. В отличие от четырёхтактного двигателя, где между тактами выпуска и впуска поршень проходит верхнюю мёртвую точку, почти полностью вытесняя выхлопные газы, в двухтактном продувка (и выпуск, и впуск) происходит во время прохождения поршнем нижней части цилиндра (использование поршня в качестве инструмента, вытесняющего выхлопные газы, происходит лишь в небольшой части его хода). При этом невозможно полностью исключить смешивание свежего заряда с выхлопными газами.
По конструкции двухтактный двигатель может быть как более простым (при контурной кривошипно-камерной и, отчасти, клапанно-щелевой продувке), так и более сложным, чем четырёхтактный (при прямоточной продувке).
- Индепенденс (Калифорния)
- Парламентские выборы в Румынии (2012)
- Турельная установка
- Счетчик на отопление и воду – разновидности, зачем нужны
- Моя жизнь и я
Как работают двухтактные двигатели?
На самом деле их нет в современных автомобилях, но двухтактные двигатели все еще могут быть актуальны в ситуациях с высокой удельной мощностью
Напомнить позже
Двухтактные двигатели используются во многих небольших транспортных средствах по всему автомобильному спектру и представляют собой глоток свежего воздуха (не в буквальном смысле) по сравнению со стандартными четырехтактными силовыми агрегатами, которые в настоящее время доминируют в автомобилях.
Как они работают?
Термин «ход» относится к максимальному вертикальному перемещению поршня внутри цилиндра, при этом один ход соответствует полному опусканию поршня до нижней мертвой точки (НМТ), а другой — его перемещению до верхней мертвой точки центр (ВМТ). Это движение вызвано вращением коленчатого вала, с которым поршни соединены через шатуны. Наличие одного из этих прозрачных механических двигателей в детстве всегда помогало понять, что именно происходит!
Оставьте комментарий ниже, если у вас был один из этих плохих парней
Итак, в чем-то вроде четырехцилиндровой Mazda MX-5 цикл двигателя определяется как четырехтактный просто потому, что для завершения цикла двигателя требуется четыре полных движения поршней. Таким образом, двухтактный двигатель — это ориентация двигателя, которая способна выполнять полный цикл двигателя с двумя полными движениями поршня, от ВМТ до НМТ и обратно. Просто, верно?
Не совсем
Набор головок цилиндров для двухтактных двигателейДля выполнения цикла двигателя за половину числа тактов по сравнению с обычным четырехтактным двигателем ориентация цилиндра должна измениться. В обычном четырехтактном цилиндре у вас есть впускной и выпускной клапаны, которые открываются и закрываются при вращении распределительного вала.
В двухтактной установке отверстия вырезаются в самом цилиндре и открываются или закрываются вертикальным движением поршня. Их всего два — впускной и выпускной — вместе со свечой зажигания, расположенной в головке блока цилиндров.
Топливно-воздушная смесь, используемая для сгорания, распространяется по всему двигателю и также попадает в картер, что в четырехтактном двигателе герметично.
Циклы
1 МБ
Первый такт: поршень находится в ВМТ, и свеча зажигания воспламеняет топливно-воздушную смесь, направляя поршень вниз к НМТ. Когда он движется вниз, он открывает выпускное отверстие, что позволяет высасывать нежелательные газы, образующиеся в результате сгорания, через выхлопную систему. Когда поршень достигает НМТ, он сжимает воздушно-топливную смесь под ним, которая была всосана через впускное отверстие во время второго такта предыдущего цикла.
Такт второй: сжатый воздух выталкивает поршень вверх, открывая впускное отверстие, которое переносит воздушно-топливную смесь из картера в цилиндр. Затем поршень поднимается до точки, где он блокирует как впускное, так и выпускное отверстия, сжимая воздушно-топливную смесь до ВМТ, где свеча зажигания готова и ждет.
При этом свежая смесь воздуха и топлива всасывается в картер двигателя, поскольку движение поршня вверх создает под ним вакуум. А потом цикл начинается сначала!
Какие плюсы и минусы?
Двухтактные двухтактные двигатели SAAB Sonnet II — удивительно простые маленькие хитроумные приспособления, требующие минимального обслуживания по сравнению с четырехтактными двигателями. Они могут самосмазываться с помощью масла, которое смешивается с топливом, и, как правило, могут охлаждаться воздухом из-за отсутствия выделяемого ими тепла. Отсутствие деталей в двухтактном двигателе также означает, что он естественно легкий по сравнению с четырехтактным двигателем аналогичной мощности. Недостатки заключаются в расходе топлива и выбросах. Чтобы не отставать от легкой мощности, создаваемой четырехтактным двигателем, двухтактный должен работать намного усерднее и, как правило, имеет более высокие обороты, которые выпускают целую тонну выхлопных газов и потребляют много топлива.
Им также не хватает эффективности четырехтактного двигателя из-за доли секунды, когда и впускной, и выпускной каналы открыты в НМТ. Это приводит к тому, что свежий воздух и топливо проходят через цилиндр и выходят через выпускное отверстие, прежде чем поршень успеет сжать его для сгорания. Однако это отсутствие эффективности наблюдается только в двигателях с карбюраторами, поскольку появился прямой впрыск топлива и решил эту проблему.
. Масляные насосы также являются довольно популярным компонентом, который выходит из строя на двухтактных двигателях, что может привести к катастрофической нехватке смазки. Таким образом, предварительно смешанные виды топлива являются нормой для большинства двухтактных двигателей, а это означает, что вы можете работать, пока в баке есть топливо!
Двухтактные двигатели действительно используются только там, где первостепенное значение имеют малый вес, простота и хорошее соотношение мощности к весу.
Компания SAAB была большим поклонником двухтактного двигателя, установив его в свой спортивный автомобиль Sonnet II конца 60-х годов. Suzuki тоже любила простоту двигателей и ставила их на свои автомобили 50-х и 60-х годов. Renault представила концептуальный двигатель под названием POWERFUL, который должен был заменить 1,5-литровый турбодизель, но в 2014 году от планов, к сожалению, отказались. Маленький двухтактный проект Renault, который так и не увидел свет 9-го дня0002 У вас есть двухтактный велосипед или любое другое двухтактное транспортное средство? Разместите фотографию в комментариях ниже, чтобы поделиться со всеми нами двухтактной жизнью!
Чтобы увидеть двухтактный одноцилиндровый двигатель в действии, нажмите здесь!
В чем разница между двухтактным и четырехтактным двигателем мотоцикла?
Чтобы упростить ситуацию, обычно мотоциклы с двухтактными двигателями больше не производятся, так как они не соответствуют экологическим законам многих стран и не разрешены для вождения в городах, и споры между двумя типами двигателей ведутся.
более применимо к внедорожникам, таким как мотоциклы для бездорожья.
Четырехтактный двигатель, как следует из названия, имеет поршень, который совершает четыре хода (или два оборота коленчатого вала) для завершения одного полного цикла; такта впуска, сжатия, мощности и выпуска. Это означает, что когда поршень движется вниз от верхней части цилиндра к нижней, он снижает давление внутри цилиндра. Это пониженное давление втягивает смесь топлива и воздуха в цилиндр через впускной канал. Далее поршень идет обратно вверх, сжимая топливно-воздушную смесь, после чего искра воспламеняет топливо и воздух. Возникающее в результате сгорание толкает поршень обратно вниз в так называемом «рабочем такте». Наконец, поршень возвращается обратно и выталкивает продукты сгорания. Двухтактные двигатели работают, объединяя больше функций в одно движение поршня; при движении поршня вверх (сжатие смеси воздух/топливо/масло) в камере сгорания под поршень в герметично закрытый картер всасывается свежая смесь воздух/топливо/масло.
Во время движения поршня вниз (рабочий ход) смесь свежего воздуха/топлива/масла сжимается и течет через одно или несколько промывочных отверстий в камеру сгорания, вымывая сгоревшие газы через открытое движение поршня вниз, выхлопное отверстие. После этого следует новый такт сжатия. По сути, один полный цикл в двухтактном двигателе требует одного полного оборота коленчатого вала или двух ходов поршня, тогда как в четырехтактном двигателе поршень должен совершить четыре такта или два полных оборота коленчатого вала.
Так что же лучше? Это полностью зависит от предпочтений райдера. Двухтактные двигатели, как правило, более шумные и производят больше выхлопных газов, но также производят большую мощность по сравнению с их весом, чем четырехтактные двигатели, что делает их популярными для гонок. Четырехтактные двигатели, хотя и тяжелее и производят меньшую мощность на единицу веса, обычно характеризуются более плавной работой, меньшим выбросом выхлопных газов и, как правило, более длительным сроком службы.