20Июн

Устройство 2 х тактного двигателя: Двухтактный двигатель и описание принципа его работы

Устройство и принцип действия двухтактного двигателя внутреннего сгорания

Всі

Авторське

Досвід

Заходи

Подорожі

Про все

Ремзона

Вихлопна система

Двигун

Довідник

Електрообладнання

Підвіска

Система живлення

Трансмісія

Автор: GiS

    Многие из нас ездят на мотороллерах, но вот как устроен и работает двигатель внутреннего сгорания (далее ДВС), который приводит в движение Вашу двухколесную технику, знает не каждый. А вот хорошо зная все принципы работы ДВС, Вы сможете быстро и правильно диагностировать его неполадки.

Да и вообще, в ознакомительных целях знание принципов работы не помешает.
    Вообще-то существует два основных типа двигателей: двухтактные и четырехтактные. Практически на каждом мотороллере, особенно до 2000 года выпуска, установлен двухтактный двигатель. В двухтактных двигателях все рабочие циклы (процессы впуска топливной смеси, выпуска отработанных газов, продувки) происходят в течении одного оборота коленвала за два основных такта. У двигателей такого типа отсутствуют клапаны (как в четырехтактных ДВС), их роль выполняет поршень, который при своем перемещении закрывает впускные, выпускные и продувочные окна. Поэтому они более просты в конструкции.
    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 практически к увеличению мощности только на 60.
..70%.
    Итак, рассмотрим конструкцию двухтактного ДВС, показанную на рисунке 1:



    Двигатель состоит из картера, в который на подшипниках с двух сторон установлен коленчатый вал и цилиндра. Внутри цилиндра движется поршень — металлический стакан, опоясанный пружинящими кольцами (поршневые кольца), вложенными в канавки на поршне. Поршневые кольца не пропускают газов, образующихся при сгорании топлива, в промежутке между поршнем 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. Далее уже, в частности на мотороллере, вращательное движение передается на вариатор, принцип работы которого описан в статье: Устройство и принцип работы вариатора.

    Смазка всех трущихся поверхностей и подшипников внутри двухтактных двигателей происходит с помощью топливной смеси, в которое подмешано необходимое количество масла. Из рисунка 1 видно, что топливная смесь (желтый 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.
    Теперь о принципе работы. Весь рабочий цикл в двигателе осуществляется за два такта.


Такт сжатия.

    1. Такт сжатия. Поршень перемещается от нижней мертвой точки поршня (в этом положении поршень находится на рис. 2, далее это положение называем сокращенно НМТ) к верхней мертвой точке поршня (положение поршня на рис.3, далее ВМТ), перекрывая сначала продувочное 2, а затем выпускное 3 окна. После закрытия поршнем выпускного окна в цилиндре начинается сжатие ранее поступившей в него горючей смеси. Одновременно в кривошипной камере 1 вследствие ее герметичности и после того как поршень перекрывает продувочные окна 2, под поршнем создается разряжение, под действием которого из карбюратора через впускное окно и открывающийся клапан поступает горючая смесь в кривошипную камеру.



    2. Такт рабочего хода. При положении поршня около ВМТ сжатая рабочая смесь (1 на рис. 3) 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 высокое давление в кривошипной камере (сжимая топливо-воздушную смесь в ней). Под действием давления клапан закрывается, не давая таким образом горючей смеси снова попасть во впускной коллектор и затем в карбюратор.



    Когда поршень дойдет до выпускного окна (1 на рис. 4), оно открывается и начнется выпуск отработавших газов в атмосферу, давление в цилиндре понижается. При дальнейшем перемещении поршень открывает продувочное окно (1 на рис. 5) и сжатая в кривошипной камере горючая смесь поступает по каналу (2 на рис. 5), заполняя цилиндр и осуществляя продувку его от остатков отработавших газов.



    Далее цикл повторяется.

    Стоит упомянуть о принципе зажигания. Так как топливной смеси нужно время для воспламенения, искра на свече появляется чуть раньше, чем поршень достигает ВМТ. В идеале, чем быстрей движения поршня, тем раньше должно быть зажигание, потому-что 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. На некоторых же скутерах, например Honda Dio ZX AF35, установлен электронный коммутатор с динамическим опережением. С ним двигатель развивает больше мощности.

    Наглядно просмотреть работу двухтактного ДВС можно на этом ролике:

Фото 1/5

02.02.2004 р., переглядів: 10798

Подібні статті

Коментарі1

Принцип работы двухтактного двигателя: его плюсы и минусы

Всем доброго времени суток, уважаемые читатели! Несмотря на то, что большинство из Вас являются владельцами четырехколесных транспортных средств, есть среди подписчиков и ценители мотоциклов, мопедов, скутеров. Если Вы еще не знаете принцип работы двухтактного двигателя, то самое время ознакомиться с этой интересной темой.

Оглавление

   Особенности и устройство

Подобный тип силового агрегата стал базовым для различных типов устройств и техники благодаря своей простоте и надежности. В рабочем цикле такого мотора всего два такта, в отличие от 4‑х тактных, которые устанавливаются на большинстве автомобилей. Эта пара тактов — сжатие и расширение. Читатель может вполне справедливо поинтересоваться: а куда деваются впуск и выпуск рабочей смеси. Дело в том, что они объединены с указанными выше сжатием и расширением.

В отличие от мотора на 4 такта, в 2‑хтактном всего за один оборот коленчатого вала происходит весь рабочий цикл. Это позволяет повысить мощностные качества двигателя в 1,5 и более раза при равносильном рабочем объеме. Однако это приводит к снижению коэффициента полезного действия, иначе такими силовыми агрегатами оснащались бы все без исключения самоходные механизмы. Зато в судостроении они нашли самое широкое применение. Одноцилиндровый двухтактный мотор — также неотъемлемая составляющая каждого скутера с малым объемом двигателя, которые вовсю колесят по нашим дорогам.

Еще одной важной особенностью таких механизмов является их склонность к перегреву. Это связано с выделением больших объемов тепла во время работы. Для решения данной проблемы может потребоваться подведение принудительного охлаждения. Зато есть и преимущества у такого моторчика: работа поршня ограничивается 2‑мя тактами, а это значит, что он совершает вдвое меньше перемещений. За счет этого, сокращается износ ключевых деталей силового агрегата.

   Принцип функционирования

Рассмотрим, как на практике происходит работа такого движка (см. видео):

  1. Поршень начинает двигаться от нижней точки, которая еще называется «мертвой», вверх. Одновременно с этим процессом происходит доставка топлива вместе с воздухом. Приоткрывается выпускное окно, и через него наружу беспрепятственно уходят выхлопные газы. При этом, происходит момент сжатия рабочей смеси.
  2. Как только начинает осуществляться сжатие, в кривошипной камере формируется пространство на основе разреженного воздуха.
    Высвобождается место для поступления свежей порции топлива. При достижении верхней точки движения поршнем свечи зажигания выдают искру, которая воспламеняет рабочую смесь.
  3. Вследствие возгорания рабочей смеси возникает энергия, которая вынуждает поршень двигаться уже вниз. Избыточное давление, создаваемое в кривошипной камере, заставляет сжиматься горючее. В верхней точке движения поршня выпускное окно открывается, освобождая выход отработанных газов, откуда они направляются прямиком в глушитель.
  4. Дальнейшее движение поршня приводит к открытию продувочного окна. Топливо из кривошипной камеры перемещается в рабочий цилиндр. Как только поршень опустится в нижнюю точку, это означает, что полный цикл работы двигателя состоялся. И все начинается снова, но это будет уже начало нового цикла.

   Сравнение двигателей на 2 и 4 такта

Поскольку мощность равноценного мотора на два такта больше, чем у 4‑тактного собрата, он, по идее, должен быть более экономичным. На практике этого не происходит из-за возникающих дополнительных потерь. Происходит частичное смешивание отработанных газов с вновь поступающим топливом, и вся эта смесь благополучно уходит через выхлопную трубу. Поэтом на то же самое количество циклов карбюратор двухтактника требует больше горючего.

Существуют различия и в системе смазки. В случае с мотором на 2 такта она осуществляется за счет смешивания моторного масла и бензина. В 4‑тактном предусмотрена система смазки с шестеренным насосом. Смазка попадает во впускной патрубок системы, и ее поставляется именно столько, сколько необходимо.

В таких движках нет клапанов, которые присущи четырехтактным моторам внутреннего сгорания. За них ту же самую работу делает поршень, который при последовательном движении вверх и вниз открывает и закрывает продувочные, впускные и выпускные окна. Благодаря этому они считаются более конструктивно простыми и легкими в обслуживании. Считается, что показатель мощности у них примерно в 2 раза выше, чем у тех, что рассчитаны на 4 такта, за счет большего количества прошедших циклов.

Но из-за недостаточно полного использования хода поршня, остатков в цилиндре скопившихся газов и частичной потери производимой мощности для продувки, фактическое увеличение полезной мощности будет не более, чем на 60–70 процентов. Искра на таких движках появляется на доли секунды раньше, чем поршень достигает верхней мертвой точки, а для изменения угла зажигания предусмотрены различные устройства механического и электронного типа действия. На прежних моделях момент воспламенения устанавливался, исходя из оптимального числа оборотов.

Итак, подытожим основные достоинства рассматриваемого силового агрегата:

  • отличается малыми габаритами;
  • обладает простым устройством;
  • выдает большую мощность при том же рабочем объеме.

При этом, его применение ограничивается из-за особенностей конструкции и значительных потерь. Однако на сегодняшний день именно таким типом двигателя по-прежнему оснащается большое число разнообразных механизмов, которые могут использовать как одно‑, так и двухцилиндровый двигатель внутреннего сгорания на 2 такта. Зная особенности и принцип функционирования такого движка, можно самостоятельно находить возникающие в нем неполадки. В ряде случаев такие знания позволяют определиться с выбором между 2‑х и 4‑х тактным силовым агрегатом.

В сегодняшнем обзоре мы постарались рассмотреть устройство 2‑х тактного силового агрегата, которым оснащается практически любой современный мотоцикл или мопед, а также другая техника. Друзья, буду благодарен за Ваши рекомендации моего блога в кругу своих друзей. В ближайших выпусках блога мы обязательно рассмотрим новые интересные темы из области автомобилей, двигателей и ухода за ними. А пока несколько слов о присадках для ДВС и какой смысл в их использовании. Оставайтесь с нами и до новых встреч!

С уважением, автор блога Андрей Кульпанов

Просмотры:4605

0Нравится

Поделиться

Описание двухтактного двигателя

— saVRee

Введение

Двухтактные двигатели внутреннего сгорания (ВС) нашли широкое применение во всем мире, когда требуется простой, надежный двигатель с очень высоким отношением мощности к весу. Этот тип двигателя обычно представляет собой бензин/бензин (двигатель с искровым зажиганием ) и используется для небольших приложений, например. газонокосилки, мотоциклы, воздуходувки и т. д.  Двухтактные двигатели  требуют только два такта за цикл сгорания, тогда как четырехтактные двигатели  требуют четыре такта за цикл сгорания.

Небольшой двухквартичный двигатель

Двух ударов двигателя

Двухключавый двигатель состоит из следующих деталей:

  • . картера через всасывающее отверстие. А 9Пластинчатый клапан 0003  , установленный во всасывающем отверстии, действует как обратный клапан ( односторонний клапан ) для управления потоком воздушно-топливной смеси.
  • Перепускное отверстие – топливная смесь сжатого воздуха подается из картера в камеру сгорания через перепускное отверстие.
  • Отверстие для отработавших газов  – отвод отработавших газов из камеры сгорания осуществляется через отверстие для отработавших газов.

Компоненты двухтактного двигателя

  • Картер  – содержит внутренние детали двигателя. воздушно-топливная смесь сжимается внутри картера перед входом в перепускное отверстие .
  • Поршень  – перемещается между верхней мертвой точкой (ВМТ) и нижней мертвой точкой (НМТ) линейно (по прямой). Тонкая масляная пленка между поршневыми кольцами и гильзой цилиндра отделяет камеру сгорания от картера.

ВМТ и НМТ показаны

  • Гильза цилиндра  – где происходит сгорание. Гильза цилиндра также известна как камера сгорания .

Гильза цилиндра четырехтактного двигателя

  • Свеча зажигания  — используется для воспламенения воздушно-топливной смеси. Бензиновые/бензиновые двигатели используют свечи зажигания и известны как двигатели с искровым зажиганием . Дизельные двигатели  не используют свечи зажигания и известны как двигатели с воспламенением от сжатия .

Свеча зажигания

  • Коленчатый вал

Коленчатый вал с этикетками

  • Шестерня кривошипа – используется для накопления энергии и снижения вибрации двигателя.
  • Шатун – соединяет поршень с коленчатым валом. В частности, между шатуном и коленчатым валом нет связи, потому что металлические подшипники скольжения и смазочное масло  разделяют два компонента. Шатун также известен как шатун .

Смазка коленвала и шатуна

  • Поршневой палец  – соединяет шатун с поршнем. Поршневой палец также известен как поршневой палец .

 

Нравится эта статья? Тогда обязательно ознакомьтесь с нашим видеокурсом «Двигатели внутреннего сгорания» ! Курс включает тест , руководство , и вы получите сертификат по окончании курса. Наслаждаться!

 

Как работают двигатели внутреннего сгорания

Четырехтактные и двухтактные двигатели являются обоими типами двигателей внутреннего сгорания . Все двигатели внутреннего сгорания должны пройти четыре основных этапа , чтобы завершить один полный цикл сгорания . Эти этапы:

  1. Всасывание
  2. Сжатие
  3. Зажигание (питание)
  4. Выхлоп

Вышеупомянутые ступени также иногда называют:

  1. Всасывание
  2. Сожмите
  3. Взрыв
  4. Удар

Для четырехтактных двигателей требуется один полный ход (полное движение от ВМТ до НМТ или от НМТ до ВМТ) на ступень. Двухтактные двигатели совершают несколько стадий за такт.

 

Как работают двухтактные двигатели

Приведенное ниже видео является выдержкой из нашего онлайн-видеокурса по основам работы с двигателями внутреннего сгорания .

 

Ступень всасывания

Когда поршень приближается к нижней мертвой точке (НМТ), он сжимает воздушно-топливную смесь в картере, и перепускное отверстие открывается. Как только перепускное отверстие открывается, топливная смесь сжатого воздуха поступает из картера в камеру сгорания.

Затем поршень начинает движение к верхней мертвой точке (ВМТ) и закрывает раздаточный порт, открывая при этом впускной канал картера; Затем воздушно-топливная смесь начинает течь из открытого впускного отверстия в картер.

Ступень всасывания двухтактного двигателя

Ступень сжатия

Поршень продолжает двигаться к ВМТ и закрывает выпускное отверстие. Топливно-воздушная смесь в камере сгорания сжимается поршнем по мере его движения к ВМТ. На этой стадии значительно увеличиваются как температура, так и давление в камере сгорания.

Ступень сжатия двухтактного двигателя

Ступень зажигания

Незадолго до ВМТ искра от свечи зажигания воспламеняет топливовоздушную смесь. Происходит воспламенение, и быстрое повышение давления и температуры заставляет поршень вернуться к НМТ.

Ступень зажигания двухтактного двигателя

Ступень выпуска

Когда поршень движется к НМТ, происходят две вещи. Во-первых, выхлопное отверстие открывается, и выхлопной газ выпускается из камеры сгорания. Во-вторых, движение поршня к НМТ сжимает топливно-воздушную смесь внутри картера.

Поршень приближается к НМТ, и передаточный порт открыт; топливная смесь со сжатым воздухом поступает в камеру сгорания, и цикл начинается снова.

Ступень выхлопа двухтактного двигателя

На видео ниже подробно показан двухтактный цикл сгорания:

 

  • Мотоциклы
  • Газонокосилки
  • Подвесные лодочные моторы
  • Воздуходувки

Хотя двухтактные двигатели в основном используются для небольших двигателей, стоит отметить, что двухтактные двигатели также являются самыми большими двигателями в мире . Эти большие двухтактные двигатели используются на судах торгового флота и могут весить несколько тысяч тонн.

Большой двухтактный двигатель (поршень подвешен к крану)

 

Преимущества двухтактного двигателя
  • В двухтактном двигателе значительно меньше деталей ( На 25-50% меньше деталей ), чем в четырехтактном двигателе.
  • Уменьшение количества деталей делает двигатель более простой конструкцией , чем четырехтактный двигатель.
  • Масса двухтактного двигателя намного меньше , чем четырехтактного двигателя.
  • В связи с уменьшением веса двухтактный двигатель имеет0003 более высокое отношение мощности к массе  , чем у четырехтактного двигателя.

 

Недостатки двухтактного двигателя
  • Более простая конструкция двигателя также приводит к снижению КПД по сравнению с четырехтактным двигателем.
  • Двухтактные двигатели обычно шумнее/громче , чем четырехтактные двигатели.

 

Почему двухтактные двигатели легче четырехтактных?

Картер заполнен бензином, воздухом и маслом, поэтому нет необходимости в дополнительных масляных насосах, трубопроводах или фильтрах. Также нет необходимости в насосах охлаждающей воды, поскольку в головке блока цилиндров нет каналов для охлаждающей жидкости (отсутствует система охлаждающей воды). Конструкция двухтактного двигателя также не требует толкателей, выпускных клапанов и т. д. Все это приводит к значительному снижению веса по сравнению с четырехтактным двигателем.

 

Почему двухтактные двигатели менее эффективны, чем четырехтактные?

Четырехтактные двигатели имеют больше деталей двигателя и могут лучше контролировать, когда впускные клапаны и выпускные клапаны открываются и закрываются. Управление фазами газораспределения позволяет извлекать максимальное количество энергии из силового каскада до того, как произойдет выпускной каскад; это дает общее увеличение эффективности двигателя.

Время впрыска топлива можно более точно контролировать с четырехтактным двигателем по сравнению с двухтактным двигателем. Количество и продолжительность впрыска можно контролировать с помощью кулачка или системы Common Rail, что опять же приводит к увеличению эффективности двигателя.

 

Компоненты 3D-модели

На этой 3D-модели показаны все основные компоненты, связанные с типичным небольшим двухтактным двигателем, в том числе:

  • Поршень
  • Свеча зажигания
  • Гильза цилиндра
  • Картер
  • Кривошип
  • Шток поршня
  • Поршневой палец
  • Ребра теплообменника
  • Порт передачи
  • Порт всасывания воздуха и топлива
  • Порт выхлопных газов

 

Дополнительные ресурсы

http://www.animatedengines.com/twostroke.html

https://en.wikipedia. org/wiki/Двухтактный_двигатель

https://science.howstuffworks.com/transport/engines-equipment/two-stroke1.htm

Goodheart-Willcox — Двухтактные двигатели

Предварительный просмотр запроса Товары и цены Оглавление Загляни внутрь Об авторе

Автор: Гарри Сенн

Авторское право: 2018

Тема: Силовые технологии

Уровень обучения: 9-14

Двухтактные двигатели Курс позволяет получить четкое представление о двухтактных двигателях, используемых в уличном энергетическом оборудовании. Этот всеобъемлющий учебник разработан, чтобы помочь учащимся изучить конструкцию, эксплуатацию, обслуживание и ремонт современных двухтактных двигателей. Он содержит множество иллюстраций и фотографий для динамического визуального обучения.
  • Охватывает двигатели, произведенные различными ведущими производителями двухтактных двигателей, с особым акцентом на конструкции ручных двигателей, соответствующие стандартам Закона о чистом воздухе.
  • Готовит студентов к сертификации двухтактных двигателей Совета по обучению оборудованию и двигателям, которая широко признается потенциальными работодателями в отрасли.
Товары и цены Колледж и карьера

PRINT

DIGITAL

INSTRUCTOR
MATERIALS

Products Pages ISBN Retail Price Order Quantity

Text

approx. 200 стр. 978-1-63126-862-5 83,64 $*
*Квалифицированные школы могут иметь право на скидку 25%. 9 Розничная цена Количество заказа инв. Подписка (мгновенный доступ)

978-1-63126-866-3 41,82 $*

Онлайн текст, 6 лет. Подписка на класс (мин. 15)

978-1-63126-863-2 $83,64*

Пакет (текст + онлайн-текст, 6 лет, подписка на класс1), мин.0019

978-1-63126-864-9 $119,64*
*Квалифицированные школы могут иметь право на скидку 25%.
Products ISBN Retail Price Order Quantity

Instructor’s Resource CD

978-1-63126-868-7 $266.64* Call to Order‡

Компакт-диск ExamView® Assessment Suite

978-1-63126-869-4 $252. 00* Call to Order‡

Instructor’s Presentations for PowerPoint® CD, Individual License

978-1-63126-870-0 244,00 $* Звоните и заказывайте‡

Интернет-ресурсы для инструкторов, 1 год. инв. Пакет ключей доступа

978-1-63126-867-0 200,00 $* Заказ по телефону‡

Интернет-ресурсы для инструкторов, 6 лет. инв. Подписка, бесплатная при соответствующей покупке

978-1-63126-865-6 800,00 $* Заказ по телефону‡
*Квалифицированные школы могут иметь право на скидку 25%.
‡Чтобы заказать этот товар, позвоните по телефону 800.323.0440.

Пожалуйста, выберите товар в корзине или введите количество товара выше.


Содержание

1. Введение
2. Безопасность
3. Крепеж
4. Инструменты
5. Двухтактный двигатель
6. Топливная система
7. Основы электрооборудования
8. Зажигание, запуск и Системы зарядки
9. Поиск и устранение неисправностей двухтактных двигателей и оценка двигателя

Look Inside
Изображения Look Inside предназначены только для предварительного просмотра. Формат фактического продукта может отличаться от показанного изображения.

Текст онлайн, 6 лет. Подписка на класс (мин. 15)

Front Matter (g-wonlinetextbooks.com Power Technology)

Глава 5 (g-wonlinetextbooks.com Power Technology)

Глава 9 (g-wonlinetextbooks.com Power Technology)

Презентации инструктора для компакт-диска PowerPoint®, индивидуальная лицензия

Глава 3 (2,17 МБ)

Глава 8 (4,16 МБ)

Об авторе(ах)

Гарри Сенн — провел почти 25 лет, обучая студентов эксплуатации и обслуживанию двухтактных и четырехтактных двигателей в техническом колледже, аккредитованном EETC. Как педагог, его цель состоит в том, чтобы дать своим ученикам тот же уровень образования, который технические специалисты получают от инструкторов по производству наружного энергетического оборудования. Г-н Сенн окончил Государственный университет им. Стивена Ф. Остина со степенью бакалавра математики и прошел курсы по специальности «Английский язык». Затем он получил степень магистра религиозного образования в Юго-Западной баптистской теологической семинарии и тридцать лет служил капелланом в Гражданском воздушном патруле. Недавно он вышел в отставку в звании подполковника.

Г-н Сенн стал первым преподавателем, получившим сертификат Master Instructor от Briggs and Stratton, и одним из первых четырех преподавателей, приглашенных в Stihl для прохождения заводского обучения. Он продолжает проходить обучение у профессионалов индустрии наружного энергетического оборудования через EETC, где он работал в комитетах по сертификации 2-тактных и 4-тактных двигателей, а в настоящее время работает в образовательном комитете EETC.